Прогнозирование снижения прочности элементов конструкций при воздействии взрывных нагрузок на здания и сооружения

Захарян, Марен Валерьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Прогнозирование снижения прочности элементов конструкций при воздействии взрывных нагрузок на здания и сооружения
ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Прогнозирование снижения прочности элементов конструкций при воздействии взрывных нагрузок на здания и сооружения"

На правах рукописи

ЗАХАРЯН Марен Валерьевич

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СНИЖЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВЗРЫВНЫХ НАГРУЗОК НА ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

Специальность 25.00.20 - Геомеханика, разрушение горных

пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2011

1 6 ИЮН 2011

4849921

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном университете.

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор

Менжулин Михаил Георгиевич

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор

Куксенко Виктор Степанович,

кандидат технических наук

Звездкин Владимир Александрович

Ведущее предприятие - Горный институт КНЦ РАН.

Защита диссертации состоится 29 июня 2011 г. в 15 ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при Санкт-Петербургском государственном горном университете по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2 (bogusl@spmi.ru), ауд.1160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного университета.

Автореферат разослан 27 мая 2011 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета д-р техн. наук, профессор

Э.И.БОГУСЛАВСКИЙ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

В настоящее время на карьерах Ленинградской области по добыче строительного камня рост добываемого сырья сопровождается увеличением массы одновременно взрываемых зарядов взрывчатых веществ, как при массовых взрывах, так и при вторичном дроблении негабаритов. Ввиду интенсивности развития горных работ и приближения границ карьера к охраняемым объектам, проблема опасного воздействия взрыва на прилегающие здания и сооружения на данный момент стоит весьма остро.

Несмотря на выполнение требований безопасности при производстве взрывных работ и на многообразие существующих технологий снижения уровня динамического воздействия, в охраняемых объектах, находящихся вблизи производства взрывных работ, отмечается тенденция к появлению разрушений и развитию нарушен-ностей в отдельных элементах зданий и сооружений.

Проблемой снижения опасного воздействия взрывов на охраняемые здания занимались такие ученые, как М.А. Садовский, В.В. Адушкин, Е.И.Шемякин, Б.Н. Кутузов, Н.В. Мельников, М.Г. Менжулин, А.П. Господариков, C.B. Цирель, В.В. Аюрзанайн, В.А. Боровиков, И.Ф. Ванягин, М.Г. Егоров, В.А. Артемов, В.А. Михайлов, Ю.И. Виноградов, А.Н. Холодилов, B.C. Куксенко, В.А. Звезд-кин, В.Б. Вильчинский и многие другие учёные.

В то же время не решены многие практические задачи формирования и развития трещин в зданиях и сооружениях при воздействии на них сейсмовзрывных и ударных воздушных волн (далее СВВ и УВВ).

Анализ панельных жилых зданий в поселке Гаврилово, расположенных в зоне взрывных работ, а также оценка снижения проч-ностей исследуемых элементов конструкций показали, что существующие методы оценки воздействия взрывов на здания и сооружения по предельным значениям массовых скоростей в сейсмических волнах и давлений на фронте УВВ, от проводимых на карьерах взрывных работ, не достаточны, так как они не учитывают распределение естественных трещин в несущих элементах конструкций.

Таким образом, для сохранности зданий и сооружений от воздействия СВВ и УВВ необходимо учитывать продолжительность времени превышения предела длительной прочности на растяжение и оценить текущую характеристику роста трещин с учетом коэффициента концентрации напряжений и естественных дефектов материала конструкций.

Цель диссертационной работы. Разработка метода оценки снижения прочности отдельных элементов зданий и сооружений при воздействии на них СВВ и УВВ, на основе которого определяются параметры буровзрывных работ (далее БВР), обеспечивающие сохранность объектов.

Основные задачи работы:

1. Анализ литературных источников по оценке и снижению воздействия СВВ и УВВ на здания и сооружения при производстве взрывных работ.

2. Разработка методики оценки роста трещин и развития дефектов в зданиях и сооружениях при динамическом воздействии.

3. Лабораторные исследования влияния дефектов и концентраторов напряжений на параметры разрушения образцов строительных материалов исследуемых зданий.

4. Проведение натурных экспериментов по определению размеров трещин в элементах зданий при воздействии на них СВВ и УВВ.

5. Разработка рекомендаций по выбору параметров БВР, обеспечивающих допустимую сохранность зданий и сооружений.

Идея работы. Оценка воздействия СВВ и УВВ, создаваемых при массовых взрывах и дроблении негабаритов, должна выполняться на основании коэффициента концентрации напряжений и продолжительности роста трещины.

Научная новизна работы.

1. Установлена зависимость, позволяющая оценить снижение прочности закладочного материала в элементах зданий под действием растягивающих напряжений от увеличения текущих размеров трещин.

2. Установлена зависимость приращения длины трещины от продолжительности времени превышения предела длительной прочности на растяжение.

Защищаемые научные положения:

1. Снижение прочности закладочного материала в элементах зданий под действием растягивающих напряжений обусловлено увеличением текущих размеров трещины и определяется путем введения в расчетную зависимость коэффициента концентрации напряжений и распределение естественных трещин.

2. Определение характеристики роста начальной трещины от воздействия СВВ и УВВ на элементы конструкций зданий и сооружений должно основываться на продолжительности времени превышения предела длительной прочности на растяжение и скорости роста трещин в материале.

Методы исследований. Аналитическое исследование процессов разрушения твердых тел при наличии концентраторов напряжений и распространении трещин. Определение прочности исследуемых материалов в зависимости от концентрации напряжений на прессе ЦЦМ-2.5 и приборе ИСМ-190. Определение распределения трещин по размерам в исследуемых материалах на микроскопе МИР-2. Определение скорости распространения продольных волн дефектоскопом Бетон-32. Регистрация параметров СВВ и УВВ, воздействующих на здания, сейсмостанцией Blastmate III и цифровым осциллографом Tektronix. Определение скорости роста трещин в образцах строительных материалов методом регистрации времени разрыва тонких токопроводящих слоев.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается большим объемом проанализированной информации о разрушении твердых тел с концентраторами напряжений и развитии трещин, физической обоснованностью постановки и решения задач, сходимостью в пределах погрешности измерений прогнозируемого и фактического приращения характерных размеров трещин в результате динамического воздействия.

Практическая значимость работы;

1. Разработана методика прогнозирования снижения прочности отдельных элементов зданий при воздействии на них динамических нагрузок, на основании коэффициента концентрации напряжений с учётом распределения естественных трещин.

2. Разработан метод оценки роста трещин в элементах конструкций от воздействия СВВ и УВВ, позволяющий определить приращение начальной длины трещины, который учитывает продолжительность времени превышения предела длительной прочности на растяжение и скорость роста трещин.

Реализация результатов работы.

Разработаны рекомендации по выбору параметров БВР на карьерах ЗАО «Гавриловское карьероуправление», ЗАО «Каменогорское карьероуправление», ООО «Промстройвзрыв», ООО «Евровзрывпром».

Результаты исследований используются в учебном процессе при проведении практических и лабораторных занятий на кафедре «Взрывное дело».

Апробация работы. Содержание и основные положения диссертационной работы докладывались на симпозиуме «Неделя горняка-2010» (МГГУ, г. Москва), на ежегодных научных конференциях молодых ученых «Полезные ископаемые России и их освоение» 2008-2011г.г. (СПГГИ (ТУ), г. Санкт-Петербург), заседаниях кафедры «Безопасности производств и разрушение горных пород» и НТСа СПГГИ (ТУ).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 печатных работы (все в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ), получено положительное решение патента на изобретения.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка, изложенных на 126 страницах машинописного текста, содержит 78 рисунков, 17 таблиц и список литературы из 103 наименований.

Автор выражает благодарность научному руководителю профессору М.Г. Менжулину, развитие идей которого, помощь и поддержка способствовали успешному выполнению работы, а также признательность сотрудникам кафедры «Взрывное дело» СЕПТУ за практические советы при написании диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении даётся общая характеристика работы. В первой главе диссертации представлен литературный обзор и анализ современного состояния вопроса по безопасности зданий и сооружений от опасного влияния взрывных работ. Сформулированы основные задачи исследований.

Во второй главе выполнен анализ процессов разрушения твердых тел в условиях концентрации напряжений. Исследованы основные подходы к прогнозированию развития концентраторов напряжений. Выполнена оценка влияния размеров трещин на прочность образцов строительных материалов на основе определения величины поверхностной энергии.

В третьей главе приведена разработанная методика прогноза степени снижения прочности исследуемых материалов зданий в зависимости от увеличения размеров трещин. Выполнено сравнение экспериментальных результатов с расчетными значениями, полученных при разрушении образцов. Представлен метод определения скорости роста трещин.

В четвертой главе представлена методика расчета и результаты проведения экспериментальных работ по определению влияния динамических факторов на сохранность жилого массива п. Гаврилово Ленинградской области. Проведено сравнение результатов натурных экспериментов с расчётным методом по определению характеристики роста начальной трещины.

В заключении приводятся основные выводы и результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Снижение прочности закладочного материала в элементах зданий под действием растягивающих напряжений обу-

словлено увеличением текущих размеров трещин и определяется путем введения в расчетную зависимость коэффициента концентрации напряжений и распределение естественных трещин.

Разрушение горных пород и строительных материалов в большинстве случаев связано с концентрацией напряжений в местах скоплений дефектов (трещин). Наличие этих дефектов, подвергающихся опасному воздействию при производстве массовых взрывов и дроблении негабарита, приводит к их развитию, даже в случае соблюдений требований Единых правил безопасности при взрывных работах или требований по максимальной скорости смещения.

Для прогнозирования снижения прочности элементов конструкций была разработана методика, учитывающая прочностные свойства строительных материалов при известных параметрах воздействия, на основе оценки характеристики роста начальной трещины определенных размеров, приводящей к развитию магистральных трещин.

Важно отметить, что предел прочности монолитного материала, определяемый ГОСТом, на порядок превосходит напряжения в типичных для данных условий воздействия СВВ и УВВ, но фактическое качество материалов, используемых при строительстве зданий, и их нынешнее состояние, существенно отличается от проектных значений в сторону уменьшения.

Для количественной оценки снижения прочности были проведены исследования влияния концентраторов напряжений на прочность данных строительных материалов.

Разработка аналитического метода прогнозирования разрушения при наличии концентраторов напряжений или повышенных напряжениях является основной задачей анализа разрушения с не-однородностями и надрезами. Основные подходы к прогнозированию развития концентраторов напряжений заключаются во введении коэффициента концентрации напряжений.

Для проверки возможности оценки прочности в условиях наличия концентратора напряжений или естественных дефектов были отобранны образцы неправильной формы из строительных материалов - бетона плиты и бетонной закладки (кладочного раствора между плитами) из исследуемого здания.

По результатам измерений отобранных образцов определялась их плотность (для бетона плиты - 2109 кг/м3, закладки - 2052 кг/м3), а с помощью ультразвукового дефектоскопа Бетон-32 -скорость распространения продольной волны (для бетона плиты -4696 м/с, закладки - 2865 м/с).

Поверхностная энергия по Гриффитсу определится из следующего выражения:

Ys =

2 Е

(1)

где: ар - прочность образцов на растяжение, Па; Е - модуль Юнга, Па; V- коэффициент Пуассона; 1эф- эффективная длина микротрещины (наиболее распространенный размер трещины), м.

Размер эффективной длины микротрещины в разрушаемых образцах определялся на основе графического анализа распределения трещин по размерам (рис. 1).

¡20!

£10

Р к 8 5

t=.

lai

0 0,1

0,2 0,3 0,4 0,5 Размер дефекта, мм

0,6 0,7

Рис.1. Распределение трещин по размерам для бетонной закладки

Зависимости изменения прочности на растяжение бетонной закладки сг* от размера трещины 1эф (рис.2) имеет вид:

а' =0,43

(2)

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Размер дефекта, мм Рис. 2. Зависимость прочности бетонной закладки на растяжение от размера дефекта по Гриффитсу.

Определив такие физико-механические свойства строительных материалов в зданиях, как прочность на растяжение однородного образца, динамические упругие показатели и распределение трещин, можно прогнозировать снижение прочности и, как следствие, снижение сейсмостойкости зданий и сооружений.

Для оценки надежности расчета коэффициента концентрации напряжений при наличии видимых трещин предлагается сравнивать экспериментальные данные с классическими теоретическими подходами.

Прочность материала с учетом коэффициента концентрации напряжений для неоднородной хрупкой среды может быть определена по формуле Вейса:

оу (1 + 46 / р) -1 Кь-К, 6Ы р

(3)

где: Кь = 1 + 2(аь/р„)т - коэффициент концентрации напряжений для эллиптических трещин; К, - коэффициент концентрации

напряжений для трещины Гриффитса; аь - размер трещины, м; ръ -

эллиптический радиус трещины, м; Ъ- среднее расстояние между трещинами, м; р - радиус в вершине концентратора, м.

_ _ ^ (1 + 46/рУ'г -1 (4)

№ " + 6Ыр

где: г) - размер эквивалентной частицы, м.

Для определения величины т] необходимо использовать предел прочности монолитного образца и предел прочности образца с концентратором известного размера.

Размер эквивалентной частицы определим из следующего выражения:

Г \2

Г! = 21

(5)

где: <ур - предел прочности монолитного образца, Па; ат. -прочность образца с концентратором известного размера, Па. Для закладки: сгР =0,85МПа, <уш =0,55МПа при /=1мм; Кь =3,45, с

учетом, что аь= 0,3мм, рь= 0,2мм.

При Ь=1мм и р =0,25мм зависимость прочности бетонной закладки с концентратором известного размера примет вид:

0,85

(Уыр =-, (6)

1 + 27/76,62

На представленном графике (рис.3) при сравнении с классическими расчетными подходами значений прочности, полученной при разрушении отобранных образцов закладки с нанесенными концентраторами напряжений, видно, что приведенная выше зависимость с учетом неоднородности материала хорошо описывает экспериментальные значения, и позволяет спрогнозировать предел

прочности на растяжение при известных параметрах концентраторов напряжений.

Юн

.<3

0.8-

о о

£ о а,

0.6-

0.4-

0.2-

0.0 Л

□ Эксперимента®, ные значения ', — • — Формула Нейбера для гиперболического надреза

\ -ФормулаВейсп с учетом неоднородности материала

.....Формула Ирвина

— — Формула Нейбера для тонкой треищны Гриффигса

ги

1 | I | I | I | I |

0 1 2 3 4 5

Глубина концентратора, мм

Рис. 3. Зависимость прочности бетонной закладки от глубины концентратора

Мониторинг панельных жилых зданий в посёлке Гаврилово Ленинградской области со сроком эксплуатации 30-50 лет показал, что в местах стыков панелей образуются трещины, осыпается штукатурка, происходит разрушение самих панельных блоков и раскрытие трещин через маяки.

Была проведена серия натурных измерений (в жилых зданиях по адресу: пос. Гаврилово, ул. Школьная, дом 6) параметров СВВ и УВВ, распространяющихся от массового взрыва и дробления не-

габаритов, с помощью регистрирующего комплекса Blastmate III производства фирмы Instante! и осциллографа Tektronix 3034В.

Регистрирующая аппаратура располагалась на фундаменте здания и на площадке между 4-м и 5-м этажами. На стене 5 этажа здания располагался датчик скорости GS-20DX, ориентированный для измерения колебаний нормально к распространению трещины в здании (рис. 4), В вершине трещины устанавливались два тензодат-чика типа «Сатурн» для измерения динамики раскрытия трещины при воздействии взрывных работ (рис. 5).

Рис. 4. Датчик скорости GS- Рис. 5. Тензодатчик №1 типа

Полученные при измерениях на фундаменте параметры СВВ, распространяющиеся от массового взрыва, находились в пределах допустимой нормы для данного типа здания. Но при колебании конструкции под воздействием УВВ, распространяющихся от дробления негабаритов, было зарегистрировано превышение локального предела прочности на растяжение, зафиксированного по радиальной составляющей датчиком скорости. Параметры БВР для данных взрывов указаны в таблице 1. Тензодатчиками было зафиксировано колебание берегов трещины с амплитудой до 0,2 мм и гистерезис (приращения ширины раскрытия) в 0,02 мм в первой серии и с амплитудой в 0,16мм и гистерезисом в 0,03 мм во второй серии.

В момент фиксирования параметров была высокая инверсионная стратификация атмосферы, что является благоприятным условием для распространения мощных ударных возмущений.

Длина приращения трещины при известной ширине раскрытия о определяется формулой Ирвина:

20DX

«Сатурн»

(Ео)2 (2АГ, / л)(1-У2)

Приращение ширины раскрытия трещины составит:

0,63 + 1,27

6,62

(?)

График зависимости приращения раскрытия трещины от приращения её длины, при различной начальной длине 1К трещины, представлен на рис. 6. 4-

3--

2--

----Для начальной трещины длиной 0,1 м

— Для начальной трещины длиной 0,01м - Для начальной трещины длиной 0,05м • • Для начальной трещины длиной 0,5м —Ь

" 0 1 2 3 4 5

Приращение длины, 10'3м

Рис. 6. Зависимость приращения раскрытия трещин от приращения её длины

Таким образом, для первой серии приращение длины составило 1,3 мм, а для второй серии - 3 мм.

При воздействии УВВ от дробления негабарита накладными зарядами продолжительность времени превышения предела длительной прочности на растяжение 1 определяется из осциллограмм

(рис.8-9), полученных при измерении колебания стен здания на 5 этаже датчиком скорости.

Условием роста трещины является превышение предела длительной прочности на растяжение материала под действием соответствующей составляющей волны напряжений. Из этого условия находим время, в течении которого будет превышен предел прочности.

1.0

0.8-

О 0.6-| X

г о о*

С 0.4

ч 1> ч £0.2-1

0.0

0 20 40 60 80 100 Длина трещины, мм

Рис. 7. Зависимость прочности бетонной закладки от глубины концентратора с учетом неоднородности материала.

Продолжительность времени превышения

<о

<и

Он

188000- | -

94000- А А

1 ' i /1А л л /\ ^ _ _

-94000- ____д здаюк роста дадишы кт?С1ш........

188000- 1 при axr <0,14МПа

1б

2 «

Я X <и

-16 £

О О

-32 О,

О «

13000 14000 15000 16000 17000 18000 19000 20000

Время, мкс

Рис. 8. Осциллограмма, полученная при 1-й серии взрыва.

ее 340000-

К "г* 170000-

ЬМ 4)

О, 0-

-170000

Продолжительность времени превышения предела длительной прочности, (=160мкс

/Условпе |юсга 1ре1Щ№ 1к=57мм,_______

'при <т.7 -.0,13 МПа

2320

50 3

2 «

25 §

0 В

л н о

-25 О а, о

•А

2900 3430 4060 4640 5220 5800

Время, мкс

Рис.9. Осциллограмма, полученная при 2-й серии взрыва. Для определения длины трещины / ,до которой прорастет 1И , необходимо найти I из формулы проф. М.Г. Менжулина:

/ = >//(/-1)+1п("Л + >^1) (10)

где: / - приведенная длина трещины.

Найдем приведенное время г , зная время воздействия на здания:

(п)

Новая длина трещины определится из выражения:

1 = 1Н1 (12) Для первой серии взрыва /, =50,3 мм, для второй - /2 =57,5 мм.

Зависимость времени прорастания /(А/) от приращения длины трещины Д/ определится из выражения:

где: Утр - средняя скорость роста трещины, м/с; Ктр=200м/с

(устанавливалась экспериментально, методом регистрации разрыва тонких токопроводящих слоев).

Й Я

о о о,

0 |

и Он

350 300 250 200 150 100 50 0

/ /

/ / /

- 1н=0.001м

г / / / «К» __ _ — 1н=0,01м -1н=0.1м

! / ** у о . ■ . .1н=0,3м -•1н=0.5м

•7 ✓

ц / 1 / . . . . .........

г _________

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Приращение длины трещины. 10'3ы Рис. 10. Зависимость времени прорастания трещины от приращения

длины трещины.

аблица 1. Результаты измерений.

\параметры серии N. взрывов \ Параметры БВР * сг МПа / , МКС А/, ММ » мм

1 100кг накладных зарядов (дробление негабаритов) 0,14 Расч. Эксп. Расч. Эксп. 50

35 130 0,3 1,3

2 1000кг шпуровых зарядов (дробление негабаритов) 0,13 60 160 0,5 3 57

Расчетные зависимости показали, что метод оценки снижения прочности от воздействия СВВ и УВВ позволяет спрогнозировать приращение начальной длины трещины, которая учитывает продолжительность времени превышения предела длительной прочности на растяжение и скорости роста трещин.

Важно отметить, что зафиксированный рост трещин от воздействия УВВ не исключает влияния СВВ на дальнейшее развитие трещин. При измерениях, проведенных в процессе исследования, параметры СВВ не превышали значений, при которых, согласно с разработанной методикой, начинается рост трещин.

Многократное воздействие УВВ при дроблении негабарита накладными зарядами приводит к достижению трещинами размеров, значения которых снижают прочность. В результате обеспечивают условие для развития трещин, в том числе и от воздействия СВВ, которые одновременно возникают при производстве массовых взрывов с дроблением негабарита.

Так, в случае достижения размера трещины в 1 метр, условием её роста будет превышение амплитудой радиальной составляющей эпюры волны напряжений значения в 0,1 МПа, что соответствует в данных условиях скорости смещения в 17 мм/с. Незначительное превышение данной величины неоднократно фиксировалось в результате измерений.

В свою очередь развитие трещины в ненарушенных участках возможно при достижении величины растягивающей составляющей волны напряжений в 0,9 МПа (скорости смещения в 160 мм/с), что возможно при неверно выбранных интервалах замедлений при массовом взрыве и, как следствие, сильной раскачки здания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая диссертационная работа является законченной научно-квалификационной работой, в которой представлено решение актуальной для горнодобывающих предприятий задачи - прогнозирование снижения прочности элементов конструкций охраняемых зданий и сооружений при производстве взрывных работ на основании коэффициента концентрации напряжений, продолжитель-

ности времени превышения предела длительной прочности на растяжение и скорости роста трещин.

Результаты работы:

1. Показано, что наличие концентраторов напряжений в виде естественных неоднородностей или дефектов в строительных материалах отдельных элементов зданий, подвергающихся воздействию СВВ и УВВ, приводят к росту трещин.

2. Для нахождения величины поверхностной энергии установлено распределение трещин в образцах исследуемого материала и определена их прочность на растяжение. Из распределения трещин по размерам получена эффективная длина трещины.

3. Для оценки коэффициента концентрации напряжений при наличии видимых трещин проведено сравнение экспериментальных данных с классическими теоретическими подходами.

4. Установлена зависимость, полученная при разрушении исследуемых образцов с нанесенными концентраторами напряжений, с учетом неоднородности материала, которая позволяет спрогнозировать предел прочности бетонной закладки на растяжение при известных параметрах трещин.

5. Определена скорость роста трещины при разрушении образцов исследуемых материалов методом регистрации временного интервала разрыва тонких токопроводящих слоев.

6. В результате проведения измерений в поселке Гаврилово, зарегистрированные на фундаменте параметры СВВ находились в пределах допустимой нормы для исследуемого здания.При колебании конструкции от воздействия УВВ, распространяющихся от дробления негабарита, было зарегистрировано превышение локального предела прочности материала на растяжение.

7. Измерены колебания берегов трещины с амплитудой в пределах 0,16...0,2 мм и приращением раскрытия трещины - в пределах 0,02...0,03 мм.

8. Разработан метод оценки воздействия динамических нагрузок на отдельные элементы зданий, основанный на измерении или расчете увеличения размеров отдельных трещин и продолжительности времени превышения предела длительной прочности на растяжение.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Захарян М.В. Двухстадийное разрушение негабаритов накладными и кумулятивными зарядами ВВ, размещенными в защитном устройстве. / М.Г. Менжулин, А.В.Трофимов, М.В. Захарян // Взрывное дело №102/59. - М.: ЗАО «МВК по взрывному делу при АГК», 2009г.-С.129-138.

2. Захарян М.В. Оценка степени воздействия сейсмовзрывных волн на здания и сооружения на основании расчетов очагов разрушения. / М.Г. Менжулин, М.В. Захарян, A.B. Трофимов, П.И. Афанасьев // Взрывное дело №102/59. - М.: ЗАО «МВК по взрывному делу при АГК», 2009г. - С.211-220.

3. Захарян М.В. Метод прогнозирования сейсмостойкости зданий и сооружений на основе критерия снижения прочности. /М.Г. Менжулин, М.В Захарян, A.B. Трофимов // Взрывное дело №105/62. - М.: ЗАО «МВК по взрывному делу при АГК», 2011г. -С.262-272.

4. Захарян М.В. Расчет параметров БВР на основе сопряжения зон разрушения для пористых и трещиноватых пород. / М.Г. Менжулин, A.B. Федосеев, М.В Захарян, П.И. Афанасьев, A.A. Бульбашев // Взрывное дело №105/62. - М.: ЗАО «МВК по взрывному делу при АГК», 2011г. - С.62-67.

Захарян М.В. Положительное решение по заявке № 2010154340 «Способ определения радиуса зоны переизмельчения горной породы при взрыве» / М.Г. Менжулин, П.И. Афанасьев, М.В Захарян, А.Ю. Казьмина, A.A. Бульбашев.

РИЦ СПГГУ. 26.05.2011. 3.299 Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Захарян, Марен Валерьевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАБОТ ПО

СНИЖЕНИЮ ИНТЕНСИВНОСТИ ВРЕДНОГО

ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЗРЫВА НА ОХРАНЯЕМЫЕ

ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ

ВЗРЫВНЫХ РАБОТ.

1.1. Выбор параметров колебаний в зоне сейсмического очага взрыва.

1.2. Обоснование параметров волн на пути их распространения — создание экранирующих поверхностей.

1.3. Взаимное расположение охраняемых объектов и очага сейсмоизлучения.

1.4. Организационно-технические мероприятия.

1.5. Оценка негативного воздействия сейсмических волн на здания и сооружения по их амплитудно-частотным характеристикам.

1.6. Анализ результатов экспериментальных исследований, проводимых кафедрой РГП СПГГИ(ТУ) с 1978 по 1996 гг. в г. Каменногорске.

1.7. Динамика изменения параметров БВР на карьерах ККНМ и ККУ за период с 1981 по 2005 гг.

1.8. Расчет максимально допустимых параметров сейсмовзрывных колебаний.

1.9. Обоснование воздействия УВВ.

1.10.Выносливость конструктивных материалов, подвергающихся многократным динамическим воздействиям.

1.11.Выводы по главе 1 и постановка задач исследований.

ГЛАВА 2. ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОГО РОСТА ТРЕЩИН И ДЕФЕКТОВ В ЗДАНИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ С УЧЁТОМ КОЭФФИЦИЕНТА КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ.

2.1. Анализ разрушения в условиях концентрации напряжений.

2.2. Модель развития начальной трещины под действием динамической нагрузки. 51'

2.3. Оценка влияния размеров дефектов на прочность образцов строительных материалов на основе определения величины поверхностной энергии.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ СНИЖЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЗДАНИЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА НИХ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК.

3.1. Измерение скорости распространения продольной волны исследуемых образцов.

3.2. Исследования влияния размера концентратора напряжений при испытании балочек на изгиб сосредоточенной нагрузкой.

3.3. Измерение прочности балочек на растяжение методом сжатия по образующим.

3.4. Исследования влияния размера концентратора напряжений при испытании образцов неправильной формы из строительных материалов путем нагружения сферическими инденторами.

3.5. Определение величины поверхностной энергии.

3.6. Построение зависимостей прочности образцов на изгиб и на растяжение от размера дефекта и сравнение с результатами испытаний образцов с концентраторами.

3.7. Определение коэффициента концентрации с учётом неоднородности материала.

3.8. Определение скорости роста трещин.

ГЛАВА 4. МЕТОД ОЦЕНКИ СНИЖЕНИЯ ПРОЧНОСТИ

ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ПРИ КОМПЛЕКСНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ СВВ И УВВ ВОЛН ПО ФАКТУ

РАЗВИТИЯ ТРЕЩИН.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Прогнозирование снижения прочности элементов конструкций при воздействии взрывных нагрузок на здания и сооружения"

Актуальность работы.

Несмотря на выполнение требований безопасности при производстве взрывных работ и на многообразие существующих технологий снижения-уровня динамического воздействия, в охраняемых объектах, находящихся вблизи производства взрывных работ, отмечается тенденция к появлению разрушений и развитию нарушенностей в отдельных элементах зданий и сооружений.

Проблемой снижения опасного воздействия взрывов на охраняемые здания занимались такие ученые, как М.А. Садовский, В.В. Адушкин, Е.И.Шемякин, Б.Н. Кутузов, Н.В. Мельников, М.Г. Менжулин, А.П. Господариков, C.B. Цирель, В.В. Аюрзанайн, В.А. Боровиков, И.Ф. Ванягин, М.Г. Егоров, В.А. Артемов, В.А. Михайлов, Ю.И. Виноградов, А.Н. Холодилов, B.C. Куксенко, A.C. Каренин, В.Б. Вильчинский и многие другие учёные.

В то же время не решены многие практические задачи формирования и развития трещин в зданиях и сооружениях от воздействия на них сейсмовзрывных и ударных воздушных волн (далее СВВ и УВВ).

Анализ панельных жилых зданий в поселке Гаврилово, расположенных вблизи производства взрывных работ, а также оценка снижения прочностей исследуемых элементов конструкций показали, что существующие методы оценки воздействия взрывов на здания и сооружения по предельным значениям массовых скоростей в сейсмических волнах и давлений на фронте УВВ от проводимых на карьерах взрывных работ недостаточны, так как они не учитывают распределение естественных трещин в несущих элементах конструкции.

Таким образом, для сохранности зданий и сооружений от воздействия СВВ и УВВ необходимо учитывать продолжительность времени превышения предела длительной прочности и оценить текущую характеристику роста трещин с учетом коэффициента концентрации напряжений и естественных дефектов материала конструкций.

Соответствие важнейшим направлениям исследований: Тема соответствует пункту №3 важнейших направлений исследований Горного факультета, секции разрушения горных пород: «Изучение физических процессов передачи энергии продуктов детонации, горному массиву, закономерности распределения энергии в горном массиве с учетом структурных свойств горных пород, обеспечивающих качество дробления горной массы взрывом».

Соответствие темы диссертации паспорту научной специальности: Тема соответствует пункту №9 из паспорта научной специальности: «Разрушение и перемещение пород взрывом, включая процессы уплотнения и дилатансии. Сейсмическое воздействие взрывов на массив горных пород, горные выработки, подземные и наземные сооружения.»

Цель работы. Разработка метода оценки снижения прочности отдельных элементов зданий и сооружений при воздействии на них СВВ и УВВ, на основе которого определяются параметры буровзрывных работ (далее БВР), обеспечивающие сохранность объектов. Основные задачи работы:

Идея работы.

Оценка воздействия СВВ и УВВ, создаваемых при массовых взрывах и дроблении негабаритов, должна выполняться на основании коэффициента концентрации напряжений и продолжительности роста трещины. Научная новизна.

• Установлена зависимость, позволяющая оценить снижение прочности закладочного материала в элементах зданий под действием растягивающих напряжений от увеличения текущих размеров трещин, путем учёта коэффициента концентрации и распределения естественных трещин.

• Установлена зависимость приращения длины трещины от продолжительности времени превышения предела длительной прочности на растяжение.

Защищаемые научные положения.

1. Снижение прочности закладочного материала в элементах зданий под действием растягивающих напряжений обусловлено увеличением текущих размеров трещины и определяется путем введения в расчетную зависимость коэффициента концентрации и распределение естественных трещин.

Методы исследований. Аналитическое исследование процессов разрушения твердых тел при наличии концентраторов напряжений и распространении трещин. Определение прочности исследуемых материалов в зависимости от концентрации напряжений на прессе ЦДМ-2,5 и приборе ИСМ-190. Определение распределения дефектов по размерам в исследуемых материалах на микроскопе МИР-2. Определение скорости распространения продольных волн дефектоскопом Бетон-32. Регистрация параметров СВВ и УВВ, воздействующих на здания, сейсмостанцией Blastmate III и цифровым осциллографом Tektronix. Определение скорости роста трещин в образцах строительных материалов методом регистрации времени разрыва тонких токопроводящих слоев.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, подтверждается большим объемом проанализированной информации о разрушении твердых тел с концентраторами напряжений и развитии трещин, физической обоснованностью постановки и решения задач, сходимостью в пределах погрешности измерений прогнозируемого и фактического приращения характерных размеров трещин в результате динамического воздействия.

Практическая значимость работы.

• Разработана методика прогнозирования снижения прочности отдельных элементов зданий при воздействии на них динамических нагрузок, на основании коэффициента концентрации напряжений с учётом распределения естественных трещин.

• Разработан метод оценки роста трещин в элементах конструкций от воздействия СВВ и УВВ, позволяющий определить приращение начальной длины трещины, который учитывает продолжительность времени превышения предела длительной прочности и скорость роста трещин.

Реализация результатов работы.

Разработаны рекомендации по выбору параметров БВР на карьерах ЗАО «Гавриловское карьероуправление», ЗАО «Каменогорское карьероуправление».

Результаты исследований используются в учебном процессе: при проведении практических и лабораторных занятий по дисциплинам «Технология и безопасность взрывных работ», «Физические основы деформации и разрушения твердых тел».

Апробация работы. Содержание и основные положения диссертационной работы докладывались на ежегодных научных конференциях молодых ученых «Полезные ископаемые России и их освоение» 2008-2011г.г. (СПГГИ (ТУ), г. Санкт-Петербург), на симпозиуме «Неделя горняка-2010» (МГГУ, г. Москва), заседаниях кафедры «Безопасности производств и разрушение горных пород» и НТСа СПГГИ (ТУ).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 печатных работы (все в изданиях рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ), получено положительное решение патента на изобретение.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка, изложенных на 126 страницах машинописного текста, содержит 78 рисунков, 17 таблиц и список литературы из 103 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Захарян, Марен Валерьевич

Выводы по главе 2

Для разработки методики оценки возможного роста трещин и дефектов в зданиях и сооружениях при динамическом воздействии необходимо выполнить анализ разрушения в условиях концентрации напряжений, исследовать модель развития начальной трещины под действием динамической нагрузки и оценить влияния размеров дефектов на прочность образцов строительных материалов на основе определения величины поверхностной энергии.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ СНИЖЕНИЯ

ПРОЧНОСТИ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЗДАНИЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА НИХ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК.

3.1. Измерение скорости распространения продольной волны исследуемых образцов.

Для проверки возможности оценки прочности в условиях наличия концентратора напряжений или естественных дефектов были подготовлены образцы бетона марки М400 в виде, прямоугольных балочек размером 40x40x160 мм (Рис.3.1, Рис 3;2.),а так же: отобранны образцы неправильной формы из строительных материалов (Рис. 3.3.) - бетона плиты и кладочного раствора (закладка между плитами) из исследуемых зданий. балочек.

Рис. 3.2.0бразцы бетона марки М400 размером 40x40x160 мм

Рис. 3.3.Отобранные образцы неправильной формы строительных материалов из исследуемых зданий.

Плотность образцов представлена в таблице 3.1.

Таблице 3.1. Плотность образцов элементов плиты, закладки и проб

Материал Размеры Объем Масса Плотность а Ь Ь кг/мЗ

Элемент плиты 70 147.6 2109

Закладка 60 123.1 2052

Проба I 41 41 160 268.96 520 1933

2 40.5 40 160 259.2 509 1964

3 40 41 160 262.4 513 1955

4 39.5 40.5 160 255.96 499 1950

5 40 40.5 160 259.2 507 1956

С помощью ультразвукового дефектоскопа Бетон-32 (Рис.3.4) была измерена скорость распространения продольной волны в исследуемых образцах (Рис.3.5, Рис.3.6.).

Рис. 3.4. Ультразвуковой дефектоскоп «Бетон-32»

Рис. 3.5. Измерение скорости распространения продольной волны исследуемого образца бетона марки М400

Рис. 3.6. Измерение скорости распространения продольной волны образца из исследуемого здания.

Результаты приведены в таблице 3.2.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно- квалификационной работой, в которой представлено решение актуальной для горнодобывающих предприятий задачи - прогнозирование снижения прочности охраняемых зданий и сооружений при производстве взрывных работ на основании коэффициента концентрации напряжений, продолжительности времени превышения предела длительной прочности на растяжение и скорости роста трещин. Результаты работы:

- Показано, что наличие концентраторов напряжений в виде естественных неоднородностей или дефектов в строительных материалах отдельных элементов зданий, подвергающихся воздействию СВВ и УВВ, приводят к росту трещин.

Для нахождения величины поверхностной энергии установлено распределение трещин в образцах исследуемого материала и определена их прочность на растяжение. Из распределения трещин по размерам получена эффективная длина трещины.

- Для оценки коэффициента концентрации при наличии видимых трещин проведено сравнение экспериментальных данных с классическими теоретическими подходами к оценке коэффициента концентрации напряжений.

- Установлено, что зависимость снижения предела прочности на растяжение бетонной закладки от длины трещины и на основе введения коэффициента концентрации хорошо описывает экспериментальные значения, а также позволяет спрогнозировать предел прочности на растяжение при известных параметрах трещин. Определена скорость роста трещины при разрушении образцов исследуемых материалов методом регистрации временного интервала разрыва тонких токопроводящих слоев.

- В результате проведения измерений в поселке Гаврилово, зарегистрированные на фундаменте параметры СВВ находились в пределах допустимой нормы для данного типа здания. При колебании конструкции под воздействием УВВ, распространяющихся от дробления негабарита, было зарегистрировано превышение локального предела прочности материала на растяжение.

- Измерены колебания берегов трещины с амплитудой в пределах 0,16.0,2 мм и приращением раскрытия трещины - в пределах 0,02.0,03 мм.

- Разработан метод оценки воздействия динамических нагрузок на отдельные элементы зданий, основанный на измерении или расчете увеличения размеров отдельных трещин и продолжительности времени превышения предела длительной прочности на растяжение.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Захарян, Марен Валерьевич, Санкт-Петербург

1. Единые правила безопасности при взрывных работах. ПБ 13-407-01.1. М., 2001 г.-247с.

2. Кузьменко A.A., Воробьев В.Д., Денисюк И.И., Дауэтас A.A. Сейсмическое действие взрыва в горных породах. М:, Изд-во "Недра", 1990 г.

3. Макарьев, В.П. Действие сейсмовзрывных волн в массиве при взрыве заряда ВВ постоянной энергии и переменного диаметра / В.П. Макарьев, М.Л. Нефедов, Ю.И. Виноградов, Е.Л. Деев// Взрывное дело. М.: Недра, 1983.- №85/42. - С.124-127

4. Богацкий, В.Ф. Охрана инженерных сооружений и окружающей среды от вредного воздействия промышленных взрывов/ В.Ф. Богацкий, А.Г. Фридман. -М.: Недра, 1982.-62 с.

5. Кучерявый, Ф.И. Методы снижения сейсмической опасности массовых взрывов и условиях горного рельефа/ Ф.И. Кучерявый, Е.А. Прищепа, Г.И. Майнов // Взрывное дело. М.: Недра, 1983. - №85/42. С. 167-173

6. Казаков H.H. Взрывная отбойка скважинными зарядами. М. "Недра" 1975 г.

7. Лангефорс У., Кильстрем Б. Современная техника взрывной отбойки горных пород. М. "Недра". 1968 г.

8. Густавсон. Р. Шведская техника взрывных работ. М. "Недра. 1977г. -263с;

9. Фраш Г.Б. Взрывные работы в сезонно-мерзлых грунтах. М. "Недра". 1990 г. -111с;

10. Картузов М.И., Власов В.Г. Сейсмическое действие массовых взрывов на карьерах и шахтах. Труды института горного дела, 1978. N55.;

11. Гришин А.Н., Матренин В.А., Мучник C.B. Способ формирования рассредоточенных скважинных зарядов. Горный журнал. 2007. № 4.

12. Демидюк Г.П., Ведутин В.Ф. Эффективность взрыва при проведении выработок. М. "Недра". 1973 г.

13. Медведев C.B. Сейсмика горных взрывов. М. «Недра». 1964г

14. Романько, А.Д. Влияние конструкции заряда ВВ в скважине на сейсмоэффект взрыва/ А.Д. Романько, М.А. Романько, A.B. Шкурко, Е.В.Измайлов//Горный информационный-аналитический бюллетень. Отдельный выпуск. ВЗРЫВНОЕ ДЕЛО.-2007.-С.45-48

15. Ханукаев А.Н. Физические процессы при отбойке пород взрывом. М:, Недра, 1974.-223 е.;

16. Ханукаев А.Н. Энергия волн напряжения при разрушении пород взрывом. -М.: Госгортехиздат, 1962;

17. Демидюк Г.П., Ведутин В.Ф. Эффективность взрыва при проведении выработок. М. "Недра". 1973 г.;

18. Машуков В.И. Действие взрыва на окружающую среду и способы управления им. М. Недра. 1976 г. 247 е.;

19. Друкованный М.Ф., Л.Б. Дубнов., Мендели Э.О., Иванов К.И., Ильин В.И. // Справочник по буровзрывным работам. Москва. «Недра». 1976 г.-631 е..

20. Кандыба М.И. К расчету снижения сейсмических колебаний при короткозамедленном взрывании. Горный журнал. 1973. №3

21. Миронов Н.С., Щуплецов Ю.П., Пятунин Б.В. Сейсмоколебания при взрывах и вопросы сейсмобезопасности зданий и сооружений. Взрывное дело. М. Недра, 1972. № 71/28

22. Неченкин В.Д., Пятков А.Ф. Спектральный анализ сейсмических колебаний от взрывов в карьерах и шахтах. Подземная разработка мощных рудных месторождений. Свердловск, 1977

23. Мельник, Г.В. Регулирование спектра сейсмоколебаний при короткозамедленном взрывании/ Г.В. Мельник// Взрывное дело. М.: Недра, 1983. - №85/ 42. - С. 48-52

24. Рудекой, Ю.М. Совершенствование буровзрывных работ /Ю.М. Рудской, В.М. Олименко// Горный журнал. 2006 - №7. С.57-58

25. Костюченко В.Н., Кондратьев C.B., Кочарян Г.Г. Исследование эффективности экранов для защиты от сейсмического действия взрывов.// Взрывное дело. № 85/42. М. «Недра». 1983 г. 115-123 с

26. Миронов П.С. Взрывы и сейсмобезопасность сооружений. М. «Недра». 1973 г. 167 с

27. Садовский М.А. Оценка сейсмической опасности при взрывах. Труды сейсмологического ин-та АН СССР, М., 1941 г

28. Кузьменко A.A., Воробьев В.Д., Денисюк И.И., Дауетас A.A. Сейсмическое действие взрыва в горных породах. М., Недра 1990 г., с. 32-34, 103-118.;

29. Менжулин М.Г., Егоров М.Г. Прогнозирование спектрального состава сейсмовзрывных колебаний. СПб, Сб. тезисов докл. «Вторые Савиновские чтения», 1997 г, с. 41

30. Аюрзанайн Б.А. Исследование и разработка методов определения безопасных расстояний по действию ударная воздушная волна припроизводстве массовых взрывов на карьерах. Л., Диссертация на соискание степени к.т.н., Д., ЛГИ, 1979 г., с. 53-58

31. Боровиков В.А. Исследование действия сейсмовзрывных волн с целью оптимизации предельного веса заряда массовых взрывов на карьере ККНМ. Л., ЛГИ, отчет по х/д 106/81, 1981 г., с. 38.

32. Боровиков В.А., Артемов В.А. Исследования действия сейсмовзрывных волн на строительные сооружения и конструкции, Л., ЦНТТМ, 1989 г., с. 49.

33. Фадеев А.Б. Дробящее и сейсмическое действие взрыва на карьерах. М., Недра 1972 г., с. 132

34. Боровиков В.А., Артемов В.А. Исследование воздействия ударных воздушных волн на остекление промышленных и жилых зданий Каменногорского комбината нерудных материалов и г. Каменногорска при взрывных работах на карьере, Л., ЦНТТМ, 1989 г., с. 28

35. Германович Л.Н., Черепанов Г.П. О критериях разрушения материалов с дефектами. //Прикладная математика и механика, 1987 г., №2, с.330-340.

36. Илюшинский А.Ю., Черный Г.Г. Атомистика разрушения. М., Наука, 1987 г., с. 157-190.

37. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород. М., Недра 1984 г., с. 122.

38. Синицын А.П. Практические методы расчета сооружений на сейсмические нагрузки М., Недра, 1967 г., с. 25-34.

39. СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений М., Минстрой России, переизд. 2001 г;

40. СНиП 13-102-2003. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений М., Минстрой России, 2003 г.

41. Гурин A.A., Малый П.С., Савенко С.К. Ударные воздушные волны в горных выработках. М., Недра, изд. 2-е, перераб. и доп. 1983 г., с. 223.

42. Инструкция по определению радиуса опасной зоны действия ударных воздушных волн на застекление. М., ЦПЭС треста Союзвзрывпром, 1979 г., с. 19.

43. Цейтлин Я.И., Смолий Н.И. Сейсмические и ударные воздушные волны промышленных взрывов. М., Недра, 1981 г., с. 192

44. Единые правила безопасности при взрывных работах. М., НПО ОБТ, 1993 г., с. 19-23

45. Расчет безопасных расстояний при ведении взрывных работ на существующих карьерах, расположенных в пригороде г. Каменногорска, СПб, АООТ "Гипронеруд", 1994 г., с.35

46. Мосинец В.Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных породах. М., Недра, 1986 г., с. 219-249

47. Поляков C.B. Сейсмостойкие конструкции зданий с кирпичными несущими стенами. М. Наука, 1988 г., с. 155-156.

48. СНиП П-22-81 Каменные и армокаменные конструкции М., Минстрой России, переизд. 2002 г.

49. СНиП-II А. 3-62, А. 12-69. М., Госстрой СССР 1969 г.

50. ГОСТ 24941 -81 Методы определения механических свойств нагружением сферическими инденторами. 1994 г.

51. СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений М., Минстрой России, переизд. 2001 г.

52. СНиП 2.01.07-87 Нагрузки и воздействия M., М., Минстрой России, переизд. 2002 г.

53. СНиП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции М., Госстрой СССР 1987 г

54. Ирова Й., Кафка В. Структурная математическая модель реологической деформации двухкомпонентного материала //Механика композитных материалов, 1982 г., №5, с.779-783.

55. Германович Л.Н., Дыскин А.В., Цырульников Н.М. Модель деформирования и разрушения хрупких материалов с трещинами при одноосном сжатии. //Механика твердого тела, 1993 г., №1, с.127-143.

56. Коноводченко В.И. Исследование сейсмостойкости кирпичной кладки и виброкирпичных панелей. М., Наука, 1967 г., с. 82-89.

57. Глоба В.М. // Буровзрывные работы при строительстве магистральных трубопроводов и подземных хранилищ. М. «Недра». 1984 г. 239 с.

58. Кушнарев Д.М., Миндели Э.О., Авдеев А.Ф. // Справочник по взрывным работам в мелиоративном и водохозяйственном строительстве. М. «Недра». 1985 г. 446 с.

59. Брылов С.А., Грабчак Л.Г., Комащенко В.И. // Горно-разведочные и буровзрывные работы. М. «Недра». 1989 г. 287 с.

60. Ловля С.А. Прострелочно-взрывные работы в скважинах. М. «Недра». 1987 г.-214 с.

61. Лыхин П.А., Зильбертшмидт В.Г., Правин А.Б. // Комплекты шпуров при проведении горных выработок. М. «Недра». 1973 г. 143 с.

62. Авдеев Ф.А., Барон В.Л., Гуров Н.В., Кантор В.Х. // Нормативный справочник по буровзрывным работам. М. «Недра». 1986 г. 511 с.

63. Медведев С.В., Богацкий В.Ф., Пергамент В.Х. // Влияние горнотехнических и технологических условий промышленных взрывов на сейсмические колебания. Взрывное дело, 78/35. М. Недра, 1982.

64. Авдеев Ф.А., Барон В.Л., Блейман И.Л. //Производство массовых взрывов. М. «Недра». 1977 г. 312 с.

65. Грибанова Л.П., Дядечкин Н.И. Определение безопасных расстояний для промышленных объектов, расположенных в карьере. Взрывное дело, 1977. №78/35.

66. Гончаров А.Г. Исследование и выбор сейсмобезопасных параметров взрывания в карьере. Труды НИИ по проблемам Курской магнитной аномалии. Кривой Рог. 1978. №11.

67. Кузнецов Г.В. Сейсмическая безопасность сооружений при взрывных работах на карьерах. Горный журнал. 1971 .№ 4.

68. Картузов М.И., Поздняков II.В., Кичишна В.Я., Абрамов Н.Л. Сейсмическое действие взрывов на Коршуновском карьере. Труды института горного дела. М. 1977. № 52.

69. Дювал У., Девайн Д. Воздушная волна и сотрясение грунта при взрывах. Открытые горные работы. М. Недра, 1971.

70. Кудинов В.В., Грибанова Л.И. Промышленные взрывы и зашита сооружений от сейсмического воздействия. Доклады семинара для специалистов стран Африки. Кривой Рог. 1982.

71. Костюченко В.Н., Кондратьев С.В., Когарин Г.Г. О параметрах сейсмических волн при короткозамедленных взрывах. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. Новосибирск. СО АН СССР, 1982. №1.

72. Богацкий В.Ф., Пергамент В.Х. Энергия несущих частот. Труды Магнитогорского горно-металлургического института. 1969. №51.

73. Нифонтов Б.И., Гущин В.В., Шиман М.И., Риттср Ф.А. Сейсмическое действие массовых взрывов на Росвумчорском руднике. Анализ эффективности горных работ и процессов при эксплуатации рудных месторождений. М. Наука. 1971.

74. Siskind D., Stagg М., Корр J., Dowding С. Structural response anddamage produced by ground vibration from surface mine blasting. Rep. Invest. Bur. Mines US Dept. Inter., 1980. № 8507.

75. Henderson A., Dowding C. Ground and structural response due to blasting. Adv. Rock Mech. Part B, 1974. Vol.2.

76. Dowding C, Murray D., Atmatsidis D. Dynamic properties of residential strucurs subjected to blasting vibrations/ Journal of the structural divisions, ASCE., 1981. №7.

77. Albert R. Ground vibration due to quarry blasting and other source an envelopmental factor. Dyn. Rock. Mechanics. Poroc. 12th Symp. Rock Mechanics, Rolla, Miss., 1970, 1971.

78. Жигалин А.Д., Гинзбург A.A. Геофизический мониторинг магистральных трубопроводов в сложных геологических условиях. Сборник трудов: Геофизика XXI столетия. М., Научный Мир, 2001.

79. Силкин А.А., Кольцов В.Н., Шеметов П.А., Жиянов Ю.А., Иноземцев С.Б. Управление долговременной устойчивостью откосов на карьерах Узбекистана. Ташкент, «Фан» АН РУз, 2005.

80. Кузнецов О., Чиркин И. Фирсов В. Сейсмический мониторинг как инструмент повышения эффективности разработки нефтяных месторождений//Технологии ТЭК, июнь 2006.

81. Маловичко A.A., Маловичко Д.А., Дягилев P.A. Сейсмологический мониторинг на рудниках Верхнекамского месторождения калийных солей. Горный журнал. 2008. №10.

82. Mendiecki A.J. Seismic monitoring in mines. London: Chapman and Hall. 1997.

83. Лукишов Б.Г., Тер-Семенов A.A., Федянин A.C. Совершенствование сейсмического контроля устойчивости бортов карьера "Мурунау". Горный журнал. 2007. № 5.

84. В.М.Кононов Влияние профильных шпуров на удельный расход ВВ при проведении горных выработок Разрушение взрывом и необратимые деформации горных пород: Сборник статей. -М., 1997.

85. Нефёдов М.А. Направленное разрушение горных пород.- СПб.: Изд-во С.-Петербург. Ун-та, 1992.- 188с.

86. Исаков A.M. Расчет динамики развития направленных трещин при предварительном щелеобразовании.// ФТПРПИ, 1984, №3, с. 50-55.

87. Менжулин М.Г., Трофимов A.B., Захарян М.В. Двухстадийное разрушения негабаритов накладными и кумулятивными зарядами ВВ, размещенными в защитном устройстве. Сборник Взрывное дело №102/59 №96/53, М. 2009г

88. Менжулин М.Г., Захарян М.В., Трофимов A.B., Афанасьев П.И. Оценка степени воздействия сейсмовзрывных волн на здания и сооружения на основании расчетов очагов разрушения. Сборник Взрывное дело1.№102/59 №96/53, М. 2009г.

89. J 96. Вейс В. Анализ разрушения в условиях концентрации напряжений.

90. Разрушение том 3. Сборник статей. М. Издательство Мир, 1976г.

91. Neuber Н., Kerlespannunslehre, Springer, Berlin, 1958\

92. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения, М. 1974, 640с

93. Менжулин М.Г., Трофимов A.B. Связь термокинетических параметров и прочностных свойств горных пород // Записки Горного института, т. 173, С.Пб. 2007г

94. Баум Ф.А. и др. Физика взрыва, М.1973, 704с

95. В.А.Коршунов, Ю. М. Карташов, В.А.Козлов / Определение показателей паспорта прочности горных пород методом разрушения образцов сферическими инденторами // Записки Горного института. СПб, 2010. Т. 185. С. 41-45

96. М.Г. Менжулин, М.В. Захарян, A.B. Трофимов, П.И. Афанасьев / Оценка степени воздействия сейсмовзрывных волн на здания и сооружения на основании расчетов очагов разрушения // Взрывное дело №102/59, с.211-220 М. 2009г.

97. М.Г. Менжулин, М.В Захарян, A.B. Трофимов / Метод прогнозирования сейсмостойкости зданий и сооружений на основе критерия снижения прочности// Взрывное дело №105/62, с. 262-272 М. 2011г.

Информация о работе

Захарян, Марен Валерьевич
кандидата технических наук
Санкт-Петербург, 2011
ВАК 25.00.20

Диссертация

Прогнозирование снижения прочности элементов конструкций при воздействии взрывных нагрузок на здания и сооружения - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы