авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |

Совершенствование методологии прогноза состояния геотехнических систем и управления их устойчивостью на открытых горных работах

-- [ Страница 4 ] --

где О – обломки; К – контакты; П – пустоты; С – отношения между компонентами контактной системы; A – максимальный из трех размеров обломка; kуд, kуп и kут – коэффициенты удлинения, уплощения и утоньшения; А1, А2 и С2 – углы падения и простирания длинной оси и угол падения короткой оси обломка; K1, K 2 и K 3 – сухие, обводненные и сцементированные контакты; s – плотность обломков; к и ск – характеристики сопротивления сдвигу по контактирующим поверхностям; Fк – площадь зоны соприкосновения обломков;

Q – воздух; W – вода; Л – лед; N – число контактов у обломка; , g и w – плотность, льдистость и влажность крупнообломочной породы; I, II и III – типы контактов; n – количество квазиоднородных зон; и V – знаки логических операций «и» и «или» соответственно.

В целях повышения степени соответствия расчетных схем реальным массивам разработан и реализован в виде программы для ЭВМ метод воспроизведения вариантов упаковок моделей обломков, соответствующих заданным параметрам распределений характеристик структур крупнообломочных пород в выделенных зонах. Последовательность основных операций, выполняемых в ходе реализации этого метода, приведена на рис. 4.

Рис. 4. Модульная схема программы «PACKING»

Заданные и рассчитанные параметры распределений контролируемых показателей упаковок, полученных при запусках программы «PACKING», представлены в табл. 1.

В результате анализа входных и выходных параметров распределений установлено, что расхождения между средними значениями длин обломков, числа и площадей контактов не выходят за пределы 0,03… 3,22 %, а расхождения между их среднеквадратическими отклонениями – 10,51… 28,39 %.

Таблица 1

Параметры распределений характеристик структуры и вариантов ее модели

Запуск программы Плотность породы (упаковки), г/см3 Средние значения и среднеквадратические отклонения характеристик структуры (ее модели):
длины обломков, м коэффициентов удлинения и уплощения числа контактов у обломка площади контактов I, II и III типов, м2
А A k k N N lgF lgF
1 1,8 (1,8) 0,1128 (0,1126) 0,0447 (0,0396) kуд - 0,6820 (0,7567) kуп - 0,6112 (0,5578) 0,1923 (0,1383) 0,1805 (0,1458) 6,3460 (5,8510) 2,1792 (2,7809) I: -0,3208 (-0,3197) II: 0,1242 (0,1245) III: 0,7102 (0,7076) 0,2317 (0,2041) 0,1947 (0,1714) 0,4340 (0,3827)
2 1,8 (1,8) (0,1123) (0,0395) kуд - (0,7527) kуп - (0,5568) (0,1386) (0,1453) (6,4394) (2,7553) I: -(0,3201) II: (0,1232) III: (0,7098) (0,2038) (0,1704) (0,3830)
3 1,8 (1,8) (0,1125) (0,0397) kуд - (0,7540) kуп - (0,5555) (0,1384) (0,1451) (6,3317) (2,7914) I: (-0,3213) II: (0,1234) III: (0,7138) (0,2049) (0,1710) (0,3780)
4 1,8 (1,8) (0,1122) (0,0396) kуд - (0,7546) kуп - (0,5555) (0,1381) (0,1451) (6,3601) (2,7756) I: (-0,3181) II: (0,1282) III: (0,7027) (0,2052) (0,1704) (0,3838)


Математическая модель распределения крупных глинистых

включений в песчано-глинистых отвалах


Изучение процесса распределения кусков глинистых пород в пределах экскаваторных отвалов, формируемых из рыхлых смесей песчаных и пылевато-глинистых пород, обусловлено отсутствием данных по этому вопросу, а также неэффективностью традиционных мероприятий по осушению отвальных площадок, направленных на предотвращение деформаций внутренних песчано-глинистых отвалов.

Процесс распределения крупных включений в пределах отвальных конусов изучен на физических моделях, формируемых из смесей разномасштабных компонентов, удовлетворяющих критериям подобия метода эквивалентных материалов.

В ходе экспериментов с различных отметок из смесей, содержащих 1… 32 % включений, отсыпались модели высотой 10…35 см. В качестве включений использовались кубики трех размеров, соответствующих минимальному, среднему и максимальному размерам кусков глинистых пород в их скоплениях у подножий отвалов.

После отсыпки и фиксации геометрических параметров модели разбирались по регулярной схеме, предусматривающей последовательное удаление объемов, представляющих собой тела вращения, сначала из отвального конуса, а затем из зоны разброса, примыкающей к его подножью. На заключительном этапе эксперимента происходило разделение компонентов смеси ситовым методом и их дифференцированное взвешивание.

Полученные данные обрабатывались с помощью программы «DISINTEGRATION», представляющей результаты расчетов в виде таблиц, картин изолиний содержаний включений в пределах отвалов – Zd и диаграмм распределений содержаний включений от их общей массы – Zk по зонам колец разброса.

В результате визуальных наблюдений, анализа фотографических материалов, картин изолиний и диаграмм распределений установлено следующее.

1. В отвальных конусах формируются зоны, существенно отличающиеся по процентному содержанию включений. Их положение, форма и количество зависят от процентного содержания включений в составе исходной смеси – р, высоты отвала – H, среднего размера включений – r и высоты разгрузки ковша – Нp.

2. В зависимости от среднего размера и высоты отсыпки в периферийной зоне нижнего яруса отвального конуса скапливается 50… 89 % содержащихся в нем включений, а у подножья 9… 32 % от их общей массы.

3. Из смесей, содержащих более 5 % крупных глинистых включений, на расстоянии 10… 12 м от вертикальной оси отвала на его контакте с основанием из кусков глинистых пород формируется упаковка с открытыми пустотами (не заполненными или частично заполненными рыхлым материалом). Мощность упаковки возрастает в радиальном направлении и достигает своего максимального значения на границе отвала с кольцом разброса.

В реальных условиях упаковки такого рода характеризуются высокой водопроницаемостью и низкой водопрочностью. При наличии инфильтрационных или подземных вод куски глинистых пород, из которых они состоят, со временем насыщаются водой и деформируются, при этом упаковки превращаются в слабые водонепроницаемые слои. Описанный механизм процесса образования слабого слоя объясняет как деформации внутренних отвалов, захватывающие значительные площади и сопровождающиеся выдавливанием пластичных глинистых масс из их оснований, так и снижение со временем эффективности дренажных систем в виде траншей, заполненных фильтрующим материалом.

При отсыпке на сухие площадки с организованным стоком дождевых и талых вод смесей, содержащих крупные глинистые включения, устойчивость песчано-глинистых отвалов, наоборот, повышается за счет призм упора, образующихся естественным образом у подножий откосов и повышенного содержания более прочных включений в зонах концентрации касательных напряжений.

При проверке статистических гипотез об аналогичности моделей отвалов, сформированных из смесей, содержащих только включения среднего размера и включения трех размеров при их различном соотношении, установлено, что суммарные содержания включений в зонах отличаются не существенно, если распределения значений r симметричны.

В результате обработки данных по 141 модели, установлено число зон, квазиоднородных по содержанию глинистых включений, и наиболее вероятное положение границ между ними. Определен вид уравнений, описывающих изменение содержаний включений в кольцах разброса Zk и их содержаний в квазиоднородных зонах Zd,i. Рассчитаны относительные объемы зон V, выделенных на схемах разграничения отвалов. Результаты исследований отражены в табл. 2.

Таблица 2

Модель распределения крупных глинистых включений в отвальных конусах

ХВысота отвала, м ХСодержание включений в смеси, % ХСхемы разграничения отвалов на квазиоднородные зоны ХОтносительные объемы зон и формулы для расчета в них процентных содержаний включений
10 до 20 V = 1; Zk = p(33,374182 r 0,7 + 0,0525689 Hp)/100
15 до 20 1: V = 0,75; при r = 0,672 – Zd,1 = 0,552303 p; { при r = 0,168 – Zd,1 = 0,751237 p; 2: V = 0,25; Zd,2 = 1,290795 p
20 до 10 1: V = 0,82; при r = 0,672 – Zd,1 = 0,601118 p;Х при r = 0,168 – Zd,1 = 0,756839 p; 2: V = 0,18; Zd,2 = 1,291461p
20 от 10 до 20 1: V = 0,28; Zd,1 =0,552973 p; 2: V = 0,54; при r = 0,672 – Zd,1 = 0,653807p; при r = 0,168 – Zd,2 = 0,889330 p; 3: V = 0,18; Zd,3 = 1,291461p
25 до 10 1: V = 0,75; при r = 0,672 – Zd,1 = 0,542621p; при r = 0,168 – Zd,1 = 0,746109 p; 2: V = 0,25; Zd,2 = 1,156336 p
25 от 10 до 20 , 1: V = 0,37; при r = 0,672 – Zd,1 = 0,380303 p; Х при r = 0,168 – Zd,1 = 0,623555 p; 2: V = 0,23; Zd,2 = 0,605017 p; 3: V = 0,27; Zd,3 = 0,893375 p; 4: V = 0,13; Zd,4 = 1,633699 p
30 до 10 1: V = 0,50; при r = 0,672 – Zd,1 = 0,401923 p; при r = 0,168 – Zd,1 = 0,575494 p; 2: V = 0,19; при r = 0,672 – Zd,2 = 0,625654p; при r = 0,168 – Zd,2 = 0,775644 p; 3: V = 0,31; Zd,3 = 1,305912 p
30 от 10 до 20 1: V = 0,51; при r = 0,672 – Zd,1 = 0,401923 p; при r = 0,168 – Zd,1 = 0,575494 p; 2: V = 0,13; при r = 0,672 – Z2 = 0,614948 p; при r = 0,168 – Zd,2 = 0,769856 p; 3: V = 0,24; Zd,3 = 1,005772 p; 4: V = 0,12; Zd,4 = 1,733784 p
35 до 10 1: V = 0,57; при r = 0,672 – Zd,1 = 0,343498 p; при r = 0,168 – Zd,1 = 0,418921 p; 2: V = 0,20; Zd,2 = 0,717195 p; 3: V = 0,23; Zd,3 = 1,510327 p
35 от 10 до 20 1: V = 0,39; при r = 0,672 – Zd,1 = 0,325282 p; при r = 0,168 – Zd,1 = 0,510025 p; 2: V = 0,10; Zd,2 = 0,672432 p; 3: V = 0,18; Zd,3 = 1,123863 p; 4: V = 0,09; Zd,4 = 0,300700 p; 5: V = 0,24; Zd,5 = 2,215568 p.


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.