|
В заключение обзора существующих теоретических методов отметим, что их применение возможно только при определенной схематизации и идеализации природных условий. Однако, несмотря на это, огромным преимуществом этих методов является возможность широкого анализа явлений и обобщений полученных результатов. Экспериментальные методы. Экспериментальные лабораторные исследования проводятся с использованием следующих методов: эквивалентных материалов, поляризационно-оптического, тензометрической сетки и др. Сюда же следует отнести различные методы определения физико-механических характеристик грунтов и изучения влияния на них различных факторов. Метод эквивалентных материалов впервые применен в Советском Союзе в 1936 г. Г.Н. Кузнецовым [61, 62]. Он основан на использовании искусственных материалов, которые воспроизводят в модели явления, происходящие в натуре. Зависимости между физико-механическими свойствами натуры и модели определяются общими положениями теории механического подобия. Этот метод совершенствуется и успешно применяется в лабораториях научно-исследовательских и учебных институтов в нашей стране и за рубежом. В частности, метод эквивалентных материалов получил широкое применение при исследовании устойчивости откосов и склонов [38]. Его используют при установлении предельных параметров однородных откосов [135]; определении напряжений путем измерения компонентов деформаций в точках приоткосной зоны [39]; уточнении формы и расположения поверхности разрушения [56]; изучении влияния внешних нагрузок на устойчивость откосов [146]; исследовании устойчивости слоистых откосов [42,166]. Исследования поляризационно-оптическим методом проводятся на моделях, изготовленных из оптическн-активных материалов с соблюдением 36 |
устойчивости, полученная из решения упруго-пластической задачи, больше аналогичной области, определенной упругим решением. Следовательно, использование теории упругости при определении коэффициента устойчивости правомерно. В заключение обзора существующих аналитических методов отметим, что их применение возможно только при определенной схематизации и идеализации природных условий. Однако, несмотря на это, огромным преимуществом этих методов является возможность широкого анализа явлений и обобщений полученных результатов. 1.1.2. Лабораторныеметоды Экспериментальные лабораторные исследования проводятся с использованием следующих методов: эквивалентных материалов, поляризационнооптического, тензометрической сетки и др. Сюда же следует отнести различные методы определения физико-механических характеристик грунтов и изучения влияния на них различных факторов. Метод эквивалентных материалов впервые применен в Советском Союзе в 1936 г. Г.Н. Кузнецовым [43, 44]. Он основан на использовании искусственных материалов, которые воспроизводят в модели явления, происходящие в натуре. Зависимости между физико-механическими свойствами натуры и модели определяются общими положениями теории механического подобия. Этот метод совершенствуется и успешно применяется в лабораториях научно-исследовательских и учебных институтов в нашей стране и за рубежом. В частности, метод эквивалентных материалов получил широкое применение при исследовании устойчивости откосов и склонов [31]. Его используют при установлении предельных параметров однородных откосов [91]; определении напряжений путем измерения компонентов деформаций в точках приоткосной зоны [30]; уточнении формы и расположения поверхности разрушения [39]; изучении влияния внешних нагрузок на устойчивость откосов [109]; исследовании устойчивости слоистых откосов [33,126]. Исследования поляризационно-оптическим методом проводятся на моделях, изготовленных из оптически-активных материалов с соблюдением геометрического и механического подобия с натурой. В горном деле этот метод был применен в России в 1915 г. Ф.Ю. Левинсоном-Лессингом и А.К. Зайцевым. Дальнейшее развитие оптического метода имело место в работах советских ученых: А.М. Ершова [28], П.М. Цимбаревича [105], Г.А. Крупенникова [42], В.Ф. Трумбачева [87], С.Г. Аверпшна [2], Ф.А. Бела* енко [7] и др. В настоящее время поляризационно-оптический метод нашел широкое применение при исследовании полей напряжений и перемещений в приоткосных зонах под действием гравитационных сил в зависимости от высоты и угла наклона откоса, его профиля, геологического строения массива и дополнительной нагрузки от горно-транспортного оборудования [36,54, 55, 108]. Для определения напряжений в приоткосной зоне может быть использован метод тензосетки [74]. Суть его состоит в следующем. Имея упругие характеристики материала модели и замеряя перемещения элементов сетки, по известным формулам теории упругости вычисляют напряжения. Важным этапом при исследовании устойчивости откосов и склонов является определение в лабораторных условиях физико-механических характеристик горных пород. Не останавливаясь на анализе работ, посвященных этому вопросу, отметим, что проведены обширные экспериментальнотеоретические исследования по изучению ползучести и длительной прочности горных пород и грунтов. Эти исследования являются основой при изучении изменения устойчивости откосов во времени [18, 91, 94, 25, 27, 127, 81, 24,115]. Лабораторные методы исследований позволяют изменять различные факторы и определять их влияние на устойчивость откосов. Но в связи со схематизацией структур грунтов, искажением граничных условий, погрешностями в различных измерениях и моделировании плоской задачи в боль |