Введение к работе
Актуальность проблемы.
Исследования напряженно-деформированного состояния упругих массивов с ослаблениями давно привлекают внимание специалистов. Это объясняется тем, что получаемые в процесое решения результати находят широкое применение в инженерной практике, и в первую очередь, в горном деле. В настоящее время трехмерная задача для однородных сплошных массивов изучена достаточно подробно. Это мокно оказвть и о маосяве, имеющем непрерывную неоднородность по глубине.
Иначе обстоит дело при деформации радиально неоднородных упругих объектов типа массива или полупространстве о ослаблениями. Обычно в етих случаях ограничиваются решением в рамках плоской задачи теории упругости. Однако такой подход серьезно искажает реальную картину распределения полей напряжений и перемещений.
В представленной работе предлагается решение ооесиммет-ричных эвдач для двух типов радиально неоднородных объектов:
массива с цилиндрической полостью, загруженного по участку ее поверхности:
полупространства, ослабленного Сесконечно глубокой цилиндрической выработкой, нагруженного как по дневной поверхности, так и по боковой поверхности полости.
Диссертация выполнена в сответствии с хозрасчетной темой "Исследование напрякенно-деформированного состояния массива с ослаблениями", per.N 1738, разрабатываемой кафедрой "Прочность материалов и конструкций" ПГУПС.
Целью диссертационной работы явялется построение аналитических решений для исследования напряженно-деформированного состояния радиально неоднородных объектов типа массива и полупространства о ослаблениями при оеесимметричноя деформации, 8 также численная реализация атих решений.
Метод исследований - теоретический, основанный на точных аналитических решениях задач теории упругости о широким применением ЭВМ для их численной реализации.
Научную новизну работы составляют:
-использование общего решения оеесимметричіші задач в форме К.В.Соляника-Красса для многослойных тел*
обощение метода неполных решений, разработанного применительно к однородных оредам В.З.Ваоильевми, на случай радиально неоднородных тел:
построение аналитических реиениЯ для радиально неоднородных упругих объектов типа мвоеипв и-' полупространства о цилиндрическими ослабленнями;
разработка алгоритмов чиоленного решения полученных уравнений и составление программ для ГОШ;
получение с помощью составленных программ новых чио-ленншг результатов, относящихся к напрякешо-деформарованноиу соотояншо ооеоимметричных конструкций;
Практическая ценнооть работы состоит в?
т разработке нового подхода к определении напрякенно-де-формированного состояния оооокшетричных конструкций, что способствует повышению точности и вффективности шшекерных расчетов;
- выводе простых инженершх формул, учитывающих влияние
радиальной неоднородности среда на распределение полей напряжения;
- ооздаїши пакета программ для решения вахных прикладних задач механики горных пород и строительных конструкций.
На защиту выносятся:
-
Аналитические решения задач о<5 оеесимметричной деформации радивльно неоднородного упругого массива о цилиндрической полостью, находящегося под действием нагрузки, распределенной по ее поверхности.
-
Аналитические решения задач об исследовании напряженно-деформированного состояния радиально неоднородного полупространства, ослабленного бесконечно глубокой цилиндрической выработкой при действии оеесимметричной нагрузки.
-
Пакет программ для расчета напряжений и перемещений в рвдиально неоднородных массивных телах о ослаблениями.
-
Результаты и анализ численного исследования решений перечисленных выше задач.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались:
на 11-ой Межгосударственной конференции "Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте", Алма-Ата, 1992 г.;
на 46-ой научно-технической конференции Ташкентского института инженеров железнодорожного транспорта, 1991 r.j
на 52-ой и 53-ей научно-технических конференциях ПИИТа о участием студентов, молодых ученых и аспирантов, 1992,93 гг.{
на научном семинаре кафедры "Сопротивление материалов" Санкт-Петербургского Государственного Технического Университета, 1993 г.;
- на научном семинаре факультета "Мосты и тоннели" на базе кафедры "Прочность материалов и конструкций" ПІУПС, 1993 г.
Публикации. По результатам диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Объем и структура диссертации. Работа соотоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложении в виде справки и акта о внедрении результатов исследования в производство. Библиография содеркит 92 наименования, из них 15 на иностранных язнкаї (11 на англцйо-ком, 3 не французском и 1 на немецком).