Практикум по геомеханике, страница 4

Методы моделирования.Моделирование как метод исследования широко используют в механике горных пород. Моделирование открывает такие возможности изучения процессов механики горных пород, которые не дают ни аналитические методы, ни наблюдения и измерения в нату-
ральных условиях (в натуре - более трудоемки, дороги и требуют длитель-
ного времени, ограничены возможности варьирования параметрами).

В основе моделирования физических явлений лежит учение о подо-
бии (геометрическое, кинематическое, динамическое подобие) Условие
геометрического подобия состоит в том, что все размеры пространства, за-
нятого системой в модели и ее отдельных элементов изменены в опреде-
ленное число раз по сравнению с соответствующими размерами натуры
(l_т/l_н=m_т ).

Условие кинематического подобия состоит в том, что любые сходст-
венные точки систем, двигаясь по геометрически подобным траекториям,
проходят геометрически подобные пути в промежутки времени, отличаю-
щиеся постоянным множителем (t_т / t_н = т_т).

Условия динамического подобия систем состоит в том, что массы
любых сходственных частиц этих систем отличаются друг от друга посто-
янным множителем (т_м /т_н = т_т).

Метод центробежного моделирования.Его сущность состоит в
том, что модель из натуральных горных пород моделируемого объекта,
выполненную в заданном геометрическом масштабе, помещают в каретки
центрифуги и путем равномерного вращения каретки с моделью по окруж-
ности определенного радиуса () с рассчитанным числом оборотов в ми-
нуту () нагружают объемными инерционными силами, придавая тем са-
мым породам модели некоторый фиктивный объемный вес. Фиксируя де-
формации и напряжения пород модели в различных точках, изучают таким
путем закономерности процессов механики горных пород для моделируе-
мых условий, а также устанавливают оптимальные параметры элементов
систем и сооружений по фактору устойчивости. Обычно испытывают не-
сколько, от 3 до 6 идентичных моделей, помещая их попарно в каретки
центрифуги. Результаты экспериментов усредняют.