Вісник Криворізького національного університету

Анотація

Глибокі підземні виїмки на значних глибинах характеризуються підвищеним тиском гірської породи, підйомом дна та явищами нестабільності, що істотно змінюють умови навантаження на сталеві арочні опори. Традиційні квазістатичні розрахункові моделі не враховують у повній мірі перехід до імпульсного навантаження, пов’язаного з втратою пружно-пластичної стійкості навколишньої гірської породи. Метою даного дослідження було розроблення та обґрунтування двофазної моделі навантаження для сталевих арочних опор у глибоких підземних виїмках з урахуванням нелінійної взаємодії з гірською породою. Методологія поєднувала аналітичне моделювання на основі теорії вигнутої балки на пружному фундаменті, моделювання методом скінченних елементів та порівняння з даними моніторингу на місці. Цей інтегрований підхід дозволив проаналізувати еволюцію напружено-деформаційного стану системи «опора-гірська порода» та визначити критерій фазового переходу. Результати демонструють значні відмінності у стані напруження-деформації сталевої опори між квазістатичною та імпульсною фазами. Запропоновано та обґрунтовано критерій фазового переходу, заснований на критичному зміщенні контуру виїмки. У першій фазі максимальні згинальні моменти зосереджуються на вершині арки та залежать від амплітуди зміщення та жорсткості на згин. У другій фазі навантаження стає імпульсним, а пікові згинальні моменти зміщуються у бік зон опори залежно від конфігурації обвалу покрівлі. Проаналізовано перерозподіл внутрішніх сил за умов нелінійної контактної взаємодії, а також вплив жорсткості анкера. Показано, що імпульсне навантаження може призвести до переходу опори в граничний стан, навіть якщо квазістатичні умови здаються прийнятними. Отримані результати можуть бути застосовані при проектуванні та оцінці сталевих опор у глибоких гірничих виробітках, а також при розробці систем моніторингу для раннього прогнозування втрати стійкості

Ключові слова:

Взято з Том 24, № 1, 2026

Сторінки 63–72