Fracture diagrams of pyrismatic specimens with an improved contact stress distribution law

Abstract

Purpose. The authors have previously improved the principles of distribution of contac normal and tangential stresses at the moment of destruction of the specimen on the basis of L. Prandtl's method as applied to rocks. The article presents further development of the method for constructing out-of-limit curves of "stress- longitudinal deformation" diagrams of rocks. A comparative assessment of the proposed method for calculating diagrams in comparison with diagrams has been constructed by E. P. Unksov method. It has been found that the parameters of the diagrams differ in numerical values in direction of increasing the reliability. Comparison of the calculated diagrams "stress- ordinate of the crack tip" and "stress- deformation" according to the improved method and the method of E. P. Unksov testifies that the level of the current strength values decreases with the development of two cracks at small angles of internal friction. The proposed method allows to determine the ultimate strength and residual strength of rock samples using their shear strength, internal, and contact friction coefficients, elastic modulus, which by simple methods can be established experimentally in laboratories of mining enterprises. The results can be used to control the state of the rock mass and effective destruction during disintegration.

Раніше автори вдосконалили принципи розподілу контактних нормальних і дотичних напружень у момент руйнування зразка на основі методу Л. Прандтля у застосуванні до гірських порід. У статті представлено подальший розвиток методу побудови заграничних кривих діаграм «напруження-поздовжня деформація» гірських порід. Методом Є.П. Унксова побудовано порівняльну оцінку запропонованого методу розрахунку діаграм у порівнянні з діаграмами. Встановлено, що параметри діаграм відрізняються за числовими значеннями в бік підвищення достовірності. Порівняння розрахункових діаграм «напруга-ордината вершини тріщини» та «напруження-деформація» за вдосконаленою методикою та методикою Є.П. Унксова свідчить, що рівень значень сили струму зменшується з розвитком двох тріщин під малих кутах внутрішнього тертя. Запропонований метод дозволяє визначати граничну міцність і залишкову міцність зразків гірських порід за їх міцністю на зсув, внутрішнім і контактним коефіцієнтами тертя, модулем пружності, які простими методами можна встановити експериментально в лабораторіях гірничодобувних підприємств. Результати можуть бути використані для контролю стану гірської маси та ефективного руйнування при розпаді.