Термодинамічний аналіз результатів багатоциклових випробувань зразка породи в об’ємному напруженому стані

Abstract

UK: Мета дослідження полягає у встановленні закономірностей необоротних процесів, які можуть виникати в гірських породах під час їх деформування у межах навантаження, яке відповідає пружному стану, коли порода не переходить через межу міцності. Методика дослідження базувалась на основах термодинаміки необоротних процесів й результатах випробування зразків пісковика в умовах нерівнокомпонентного напруженого стану. Основні результати дослідження полягають у встановленні максимальної чутливості виробництва ентропії до дотичного типу напружень, причому вказана чутливість згасає зі зростанням всебічного стискування породних зразків. Наукова новизна. Вперше встановлені закономірності зміни виробництва ентропії у гірських породах під дією флуктуацій гірського тиску. Практична значимість полягає у тому, що з’являється можливість більш детального аналізу напружено-деформованого стану масиву гірських порід навколо діючого очисного й підготовчого вибію під час виконання елементарних операцій виїмки корисних копалин.

RU: Цель исследования заключается в установлении закономерностей необратимых процессов, которые могут возникать в горных породах при их деформации в пределах нагрузки, соответствующей напряженному состоянию, когда порода не переходит через предел прочности. Методика исследования базировалась на основах термодинамики необратимых процессов и результатах испытания образцов песчаника в условиях неравнокомпонентного напряженного состояния. Основные результаты исследования заключаются в установлении максимальной чувствительности производства энтропии к касательным напряжениям, причем указанная чувствительность угасает с ростом всестороннего сжатия породных образцов. Научная новизна. Впервые установлены закономерности изменения производства энтропии в горных породах под действием флуктуаций горного давления. Практическая значимость заключается в том, что появляется возможность более детального анализа напряженно-деформированного состояния массива горных пород вокруг действующего очистного и подготовительного забоя при выполнении элементарных операций выемки полезных ископаемых.

EN: Purpose of this investigation is study of irreversible behavior of a rock sample, which might occur in rocks during deforming under load, which is less than critical strength. Methodology of thermodynamics of irreversible processes has been employed in this re-search as well as results of sandstone sample testing in three dimensional state. Results. Amount of entropy production is extremely sensitive to tangential stress, thereat this sensitivity decays as three-dimensional strass components grow. Novelty. It was in the first time when behavior of entropy production has been investigated under ground pressure fluctuation. Practical importance of the results is essential because we developed approach to investigate fine important details of the stress-strain state of the rock mass in vicinity of a longwall during elementary operation execution