Massivning kuchlanganlik holatlari va qiyaliklar muvozanati shartlari

Massivning kuchlanganlik holatlari va qiyaliklar muvozanati shartlari

Foydali qazilma konlarini ochiq usulda qazib olishda kon massivining kuchlanganlik holati va qiyaliklar muvozanati shartlarini o‘rganish.

Reja:

1. 
   Kuchlanishlar haqida umumiy tushuncha.
   
2. 
   Tabiiy sharoitlarda tog‘ jinslari massivining kuchlanganlik holatlari.
   
3. 
   Tog‘ jinslari massivining muvozanatini chegaralovchi sharoitlar.
   
4. 
   Qiyaliklardagi tog‘ jinslari massivining muvozanat sharoitlari.
   

1. 
   Kuchlanishlar haqida umumiy tushuncha.
   

Tog‘jinslari tabiiy holatda mavjud bo‘lgan ikkita kuch maydoni ta’siri ostida uchraydi: gravitatsion va tektonik kuchlar maydoni.Gravitatsion maydon tog‘ jinsining o‘z og‘irligi ta’siri natijasida yuzaga keladi. Tektonik maydon esa er qatlamlarining qadimdan yoki hozirgi kundagi harakati (siljishi) ta’sirida yuzaga keladi.
Ochiq kon lahimlari (karerlar) ni qoplovchi kon massiviga qazib olish va ag‘darmalar hosil qilish ntijasida tog‘ jinslari massasini qayta taqsimlash, jixozlar va muhandislik qurilmalarining massivga qo‘shimcha yuklamalar berishi, texnologik portlatish ishlarida seysmik ta’sirlar va boshqalar jarayonida qo‘shimcha ta’sir kuchlari vujudga keladi. Massiv hududida o‘rganilayotgan bu tashqi kuchlar hajmiy va yuzaki kuchlar bo‘lishi mumkin. Ichki kuchlar esa alohida massivning orasida tashkil topgan ta’sir kuchlaridan iborat. Kattalik va yo‘nalishlarga ega bo‘lgan bu ichki kuchlar kuchlanish deb yuritiladi.
Ko‘ndalang kesim yuzasi S ga blok o‘qi bo‘ylab yo‘naltirilgan ta’sir etuvchi kuch R orqali tog‘ jinsi elementar blokida yuzaga keladigan kuchlanishni ko‘rib chiqamiz (9.1-rasm).
R
S




R

9.1-rasm. Bir o‘q bo‘ylab siqish orqali tog‘ jinslari elementar blokidagi kuchlanish.

Blok yuzasidagi va har kanday ko‘ndalang kesim yuzadagi kuchlanish ga teng. Boshqa har qanday blok o‘qiga nisbatan burchak ostida joylashgan S yuzali bloklarda ko‘ndalang kesim yuzasi ortishi bilan kuchlanish kamayadi.

kuchlanish ikkiga ya’nitabiiy (normal) va urunma kuchlanishlarga bo‘linadi.
Unda



Tog‘ jinsi massivi kuchlanganlik holati quyidagi uch turga bo‘linadi (9.2-rasm): chiziqli, tekis va ko‘lamli (hajmli).



9.2-rasm. Kuchlanganlik holati turlari:
a – chiziqli; b – tekis; v – ko‘lamli.

CHiziqli kuchlanganlik holatida massivning elementar blokiga bitta vertikal o‘q bo‘ylab kuch ta’sir etadi. Berilgan sharoitda bu kuchlar ta’siri ostida maydonga perpendikulyar yo‘naltirilgan ta’sir kuchi eng katta tabiiy kuchlanishlarni sodir etadi. Har qanday nuqtada faqat bitta shunday maydon aniqlanishi mumkin. Bu maydonda urinma kuchlanishlar bo‘ladi.

Elementar bloklarda tekis kuchlanish holati agar kuchlar ikkita o‘zaro perpendikulyar yo‘nalishlar bo‘yicha ta’sir etsa vujudga keladi. Bu holatda blokdan o‘tkazilgan har bir nuqtada ikkita maydon hosil bo‘lishi mumkin. Bunda σ₁ va σ₂ eng katta τ₁ va τ₂ esa mos ravishda 0 ga teng bo‘ladi. Ko‘lamli kuchlanishlar holatida bunday yuzalar uchta bo‘ladi.
Ko‘rsatilgan maydonlarning kuchlanishlar nazariyasi bo‘yicha tabiiy kuchlanishlar eng katta, urinma kuchlanishlar esa 0 ga teng bo‘ladi. Tabiiy kuchlanishlar σ₁ va asosiy kuchlanishlar σ₂ va σ₃ tutashgan maydon asosiy maydon deyiladi. CHiziqli kuchlanish holatlarida , ; tekis kuchlanish holatlarida , ; ko‘lamli kuchlanish holatlarida esa tengsizlik bo‘ladi.
Tog‘ jinslari elementar bloklarida kon ishlarining buzilishi oqibatida massiv asosiy kuchlanishlar (σ₁, σ₂, va σ_3­) ta’siri ostida ko‘lamli kuchlanish holatida bo‘ladi. Agar elementar blok er qa’rining bir qancha metr chuqurligida joylashgan bo‘lsa, unda uning gorizontal yuzasida tog‘ jinsi zichligi ρ (kg/m), og‘irlik kuchining tezlashishi g (m/sm) va chuqurlik h (m) ga bog‘liq ravishda vertikal kuchlanish σ₁ sodir bo‘ladi.


bu erda tog‘ jinsining tabiiy solishtirma og‘irligi, N/m.
Eng katta kuchlanish ta’siri ostida elementar kubik shakldagi blokga o‘zaro ikkita perpendikulyar yuza bo‘ylab yonlama σ₁ va σ₂ qarshilik kuchlanishlari ta’sir ko‘rsatadi.
1000 m chuqurlikgacha bo‘lgan bir turdagi mustahkam tog‘ jinslarida gorizontal σ₂ va σ₃ kuchlanishlar kattaligi o‘zaro teng bo‘ladi. Bu kuchlanishlar YUnga moduli, Puasson koeffitsienti va eng katta kuchlanish σ₁ larga bog‘liq bo‘ladi.
bo‘lganda keltirilgan ko‘rsatkichlar Guk qonuniga asosan quyidagicha bog‘langan.



Bu erda e₁, e₂, e₃ – asosiy kuchlanishlarning ta’sir yo‘nalishlari bo‘yicha nisbiy deformatsiyalarning ko‘rsatkichlari.
SHuningdek va bo‘lsa, unda

2.