ТАУ-КЕН ЖЫНЫСТАРЫНЫҢ ҚАСИЕТТЕРІН ШЕКТІ ЭЛЕМЕНТТЕР ӘДІСІ НЕГІЗІНДЕ АНЫҚТАУ
Authors: Заурбекова Н.Д. , Заурбеков Н.С. , Теңізбаев Е.Ж. , Аманбаев А.А. , Регинбаева Н.А. 
Published: July 2024

Изучены возможности применения численных методов исследования устойчивости бортов карьеров с учётом запредельной деформируемости горных пород, в том числе определение механические характеристики массива горных пород. Математические модели породного массива, отражающие полный комплекс прочностных и деформационных свойств горных пород, необходимо реализовать в виде численных процедур, обеспечивающих выполнение заданных законов состояния. В работе данная задача осуществлена с помощью метода конечных элементов. Разработаны метод и численные процедуры на основе деформационной теории пластичности и метода конечных элементов, реализующие линейно-упругий характер деформирования породного массива в допредельной области и разрыхляемость, разупрочняемость в запредельной стадии деформирования. Основной целью работы является разработка процедур, реализующие математическую модель определение механические характеристики массива горных пород на основе численного метода конечных элементов.Полученная новая эффективная численная процедура реализации предложенной модели на основе метода конечных элементов, позволяет в единой расчётной схеме учитывать технологическую последовательность отработки месторождения. Рассмотренные процедуры решения нелинейных задач применима к средам как упрочняющимся, так и разупрочняющимся с ассоциированным инеассоциированным законами состояния.

Тау жыныстарының шектен тыс деформациялануын ескере отырып, карьер жақтауларының орнықтылығын зерттеу үшін сандық әдістерді қолдану, оның ішінде кен жынстарының механикалық қасиеттеріншекті элементер негізінде анықтау мүмкіндіктері қарастырылды. Тау жыныстарының беріктік және деформациялық қасиеттерінің толық спектрін көрсететін тау жыныстары массаларының математикалық үлгілері күйдің көрсетілген заңдылықтарының сақталуын қамтамасыз етуі сандық процедуралар түрінде жүзеге асырылуы мүмкін. Жұмыста аталған мәселе ақырлы элементтер әдісі арқылы шешіледі. Икемділіктің деформациялық теориясы мен ақырлы элементтер әдісінің негізінде тау жыныстары массасының деформациялық сызықты-серпімді қасиетін шекке дейінгі аймақта және шектен тыс деформация кезеңінде қопсыту мен жұмсартуды жүзеге асыратын әдіс пен сандық процедуралар әзірленді. Жұмыстың негізгі мақсаты сандық ақырлы элементтер әдісі негізінде тау массасының механикалық сиапттамаларын анықтаудың математикалық моедлін жүзеге асырушы процедуралар мен әдістемелер құрастыру болып табылады. Ақырлы элементтер әдісіне негізделген ұсынылғанмодельді іске асырудың нәтижелі жаңа тиімді сандық процедурасы біртекті есептеу сызбасында кен орнын игерудің технологиялық реттілігін есепке алуға мүмкіндік береді. Сызықты емес есептерді шешудің қарастырылған процедуралары күйдің байланысты және байланысты емес заңдары арқылы қатаятын немесе жұмсаратын ортада да қолдануға болады.

The possibilities of using numerical methods for studying the stability of quarry sides taking into account the extreme deformability of rocks, including determining the mechanical characteristics of a rock mass, have been studied. Mathematical models of rock masses, reflecting the full range of strength and deformation properties of rocks, must be implemented in the form of numerical procedures that ensure compliance with the specified laws of state. In this work, this task was accomplished using the finite element method. A method and numerical procedures have been developed based on the deformation theory of plasticity and the finite element method, which implement the linear-elastic nature of the deformation of the rock mass in the pre-limitregion and loosening and softening in the beyond-limit stage of deformation. The main goal of the work is to develop procedures that implement a mathematical model for determining the mechanical characteristics of a rock mass based on the numerical finiteelement method.The resulting new effective numerical procedure for implementing the proposed model based on the finite element method allows one to take into account the technological sequence of field development in a single calculation scheme. The considered procedures for solving nonlinear problems are applicable to media both hardening and softening with associated and non-associated laws of state.