Геомеханика сильно сжатых горных пород и массивов: истоки, методы, основные результаты

Сведения об авторах
  • Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия
  • Институт прикладной математики Дальневосточного отделения Российской академии наук, Владивосток, Россия
  • Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук, Москва, Россия

Аннотация

В статье рассмотрены основные этапы развития геомеханики, имеющей глубокие исторические корни, которые ведут к основополагающим трудам Шарля Огюстена де Кулона 1773 г., через два с половиной столетия давшей научное направление геомеханики сильно сжатых горных пород и массивов как теории критических состояний геосреды. На основе анализа исторических документов и публикаций выявлены основные этапы развития геомеханики. Кратко освещены результаты последнего периода развития геомеханики сильного сжатия после введения в анализ мезомасштаба разрушения и структурных уровней геосреды. Рассмотрены результаты экспериментальных и аналитических работ по исследованию закономерностей деформирования и разрушения геосреды на первом (образцы горных пород) и втором (породный массив на масштабе горных выработок) структурных уровнях. Установлены реверсивный характер линейных деформаций в околоочаговой области подготовки макроразрушения образцов горных пород в предразрушающей стадии нагружения и закономерности формирования и развития мезотрещинных структур контрастного типа в этих условиях. Установлены также зональный характер деформирования массива вокруг глубоких горных выработок и закономерности формирования и развития мезотрещинной зональной структуры разрушения для разных типов массива. Экспериментальные исследования сопровождаются описанием поставленных и решенных задач механики сплошных сред с дефектами, приводящих к неевклидовому описанию моделей геосреды. Проведено сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований и показано их полное качественное и хорошее количественное соответствие. В заключение рассмотрены объект, предмет, принципы и методы геомеханики сильно сжатых горных пород и массивов, выделяющие эту область геомеханики в самостоятельное научное направление как объединение традиционной геомеханики и физической мезомеханики.

Ключевые слова

геомеханикагеосредасильно сжатые породымасштабный и структурный уровнимезомеханиканеевклидова модельпараметры моделиобразец горной породымассив горных пород.

Литература

  1. 1.Gillmor, C.S. Coulomb and the evolution of physics and engineering in eighteenth-century France / C.S. Gillmor. – Princeton University Press, 2017. – 328 p. Scholar
  2. 2.Coulomb, Ch.A. Sur une application des règles de maximis et minimis à quelques problèmes de statique relatifs à l'architecture / Ch.A. Coulomb // Mémoires de Mathématique et de Physique présentés à l'Académie Royale des Sciences, par divers savons. – Paris, 1776. – Vol. VII. – P. 343–382. DOI: 10.1051/geotech/2023019 Scholar
  3. 3.Gillispie, C.C. Pierre-Simon Laplace, 1749–1827: a life in exact science / C.C. Gillispie. – 2018. – 335 p. Scholar
  4. 4.Oldroyd, D.R. Thinking about the earth: A history of ideas in geology / D.R. Oldroyd. – Harvard University Press, 1996. – 410 p. Scholar
  5. 5.Werner, A.G. Von den äußerlichen Kennzeichen der Fossilien / A.G. Werner. – Crusius, 1774. – 302 p. Scholar
  6. 6.Prony, R. Recherches sur la poussée des terres, et sur la forme et les dimensions à donner aux murs de revêtement / R. Prony. – De l'imprimerie de la République, 1802. – 55 p. Scholar
  7. 7.Тимошенко, С. История науки о сопротивлении материалов / С. Тимошенко. – М.: ГИТТЛ, 1957. – 536 с. Scholar
  8. 8.Das, B.M. Principles of geotechnical engineering / B.M. Das, K. Sobhan. – 5th Ed. – Boston: CENGAGE Learning, 2017. – 764 p. Scholar
  9. 9.Historical background and evolution of Soil Mechanics / P. Lokkas [et al.] // Wseas Transactions on Advances in Engineering Education. – 2021. – Vol. 18. – P. 96–113. DOI: 10.37394/232010.2021.18.10 Scholar
  10. 10.Mohr, O. Über die Darstellung des Spannungszustandes und des Deformationszustandes eines Körperelementes und über die Anwendung derselben in der Festigkeitslehre / O. Mohr // Der Civilingenieur. – 1882. – Vol. 28, no. 2. – P. 113–156. Scholar

Другие статьи выпуска

Весь выпуск (Том 26, № 1, 2026)
Скачать PDF

Информация о статье

Опубликована
12.01.2026
В выпуске
12.01.2026
Выпуск
Том 26, № 1 (2026)
Поделиться