Напружений стани гірських порід при втискуванні

Розглянуті вище схеми взаємодії елементів озброєння доліт з породою показали, що руйнування породи відбувається послідовним деформуванням окремих ділянок поверхні вибою при одночасній дії нормальних і дотичних навантажень.

Елементи озброєння сучасних доліт можуть мати різну конфігурацію робочої поверхні. В одних випадках – це різці з плоскою або заокругленою поверхнею ріжучої кромки, в других – це зубці у вигляді клину з плоскою або заокругленою вершиною, в третіх – штирі зі сферичною головкою. Звідси й виникли три задачі про розподіл напружень в пружному твердому тілі:

1) розподіл напружень при втискуванні індентора з плоскою робочою поверхнею;

2) розподіл напружень при втискуванні індентора зі сферичною робочою поверхнею;

3) розподіл напружень при втискуванні індентора з циліндричною робочою поверхнею.

Загального рішення задачі про напружений стан гірських порід в процесі буріння немає. Однак, для якісного розгляду напруженого стану можна скористатися розв’язками для ідеалізованих схем навантаження з припущенням, що гірська порода ізотропна, деформується за законом Гука, а її пружні характеристики не залежать від напруженого стану і швидкості навантаження.

Такі задачі розв’язуються на основі теорії Буссінеска. Теорія Буссінеска полягає у визначенні закону розподілу напружень і деформацій при дії зосередженої сили, прикладеної на поверхні лінійно деформованого масиву, обмеженого площиною, безмежний в усіх інших напрямах ( рис. 10.3).