A A A Ц Ц Ц Ц

ШРИФТ:

Arial Times New Roman

ИНТЕРВАЛ:

х1 х1.5 х2

КЕРНИНГ:

Обычный Средний Большой

ИЗОБРАЖЕНИЯ:

Черно-белые Цветные
Для слабовидящих Обычная версия
научно-технический и производственный журнал
ISSN 2079–3332 (print)
ISSN 3034-6835 (online)
основан в 2001 году

Исследование масштабного эффекта при одноосном сжатии горных пород методом конечно-дискретных элементов в программном комплексе PROROCK 2.0

Новости

Оригинальные статьи: 2026 г. № 3

Исследование масштабного эффекта при одноосном сжатии горных пород методом конечно-дискретных элементов в программном комплексе PROROCK 2.0

DOI: 10.56195/20793332-2026-26-3-56-61

Читать в pdf А. К. Кирсанов, А. С. Ткаченко, С. А. Богомолов
  1. ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск, Российская Федерация
стр. 56-61, №3/2026
Аннотация:
Представлены результаты численного моделирования исследования масштабного эффекта при одноосном сжатии однородных горных пород с использованием специализированного программного комплекса PROROCK 2.0, реализующего метод конечно-дискретных элементов. Целью работы являлось определение закономерностей изменения прочностных характеристик пород в зависимости от размеров образца при сохранении физико-механических свойств и условий нагружения. Моделирование выполнялось для двух горных пород: мрамора и базальта. Полученные зависимости выявили снижение прочности с увеличением размеров образца, что указывает на проявление масштабного эффекта. Установлено, что разрушение носит хрупкий характер. Результаты работы показывают степень проявления масштабного эффекта и необходимость его учета при переходе от лабораторных экспериментов к инженерным расчетам устойчивости массивов горных пород.
Ключевые слова:
прочность горных пород, одноосное сжатие, метод конечно-дискретных элементов, разрушение пород, масштабный эффект
Для цитирования:
Кирсанов А.К., Ткаченко А.С., Богомолов С.А. Исследование масштабного эффекта при одноосном сжатии горных пород методом конечно-дискретных элементов в программном комплексе PROROCK 2.0. Маркшейдерия и недропользование. 2026; 26 (3): 56-61. https://doi.org/10.56195/20793332-2026-26-3-56-61.
Информация об авторах:
  1. Александр Константинович Кирсанов – канд. техн. наук, доцент, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript.
  2. Александр Сергеевич Ткаченко – студент, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск, Российская Федерация
  3. Степан Александрович Богомолов – студент, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск, Российская Федерация
Список литературы:
  1. 1. Choo J., Sun Y., Fei F. Size effects on the strength and cracking behavior of flawed rocks under uniaxial compression: from laboratory scale to field scale. Acta Geotechnica. 2023; 18 (7): 3451-3468. https://doi.org/10.1007/s11440-023-01806-7.
  2. 2. Hu C., Li X., Wu Y., et al. Experimental and numerical investigation on mechanical and fracture characteristics of jointed rock with varying roughness. Journal of Safety and Sustainability. 2025; 2 (1): 59-71. https://doi.org/10.1016/j.jsasus.2024.12.001.
  3. 3. Chen Y., Sheng B., Xie S., et al. Crack propagation and scale effect of random fractured rock under compression-shear loading. Journal of Materials Research and Technology. 2023; 23: 5164-5180. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.02.104.
  4. 4. Zhao L.-Y., Ren L., Niu F.-J., et al. Estimation of elastic properties and failure strength of layered rocks with a multi-scale damage approach. International Journal of Plasticity. 2023; 168: 103681. https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2023.103681.
  5. 5. Королев В.А. Теоретическая оценка масштабного эффекта в дисперсных грунтах. Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. 2017; 6: 77-86. Korolev V.A. Theoretical assessment of size effect in dispersed soils. Moscow University Geology Bulletin. 2017; 6: 77-86. (In Russ.).
  6. 6. Шутов В.А., Миренков В.Е. Расчет деформирования и масштабный фактор в задачах геомеханики. Интерэкспо Гео-Сибирь. 2018; 5: 239-244. https://doi.org/10.18303/2618-981X-2018-5-239-244. Shutov V.A., Mirenkov V.E. Deformation analysis and size factor in geomechanics problems. InterExpo Geo-Siberia. 2018; 5: 239-244. https://doi. org/10.18303/2618-981X-2018-5-239-244. (In Russ.).
  7. 7. Супрун В.И., Левченко Я.В., Колотовкин А.С., Ворошилин К.С. Влияние масштабного фактора на прочность горных пород. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2023; 10: 5-19. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_10_0_5. Suprun V.I., Levchenko Ya.V., Kolotovkin A.S., Voroshilin K.S. Influence of size effect on rock strength. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2023; 10: 5-19. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_10_0_5. (In Russ.).
  8. 8. Ильницкая Е.И. Влияние масштабного фактора на прочностные свойства горных пород. Физико-механические свойства, давление и разрушение горных пород. Москва, 1972. С. 17-24. Ilnitskaya E.I. Influence of size effect on the strength properties of rocks. Physical and mechanical properties, pressure and destruction of rocks. Moscow, 1972: 17-24. (In Russ.).
  9. 9. Койфман М.И. Главный масштабный эффект в горных породах и углях. Проблемы механизации горных работ. Москва, 1963: 39-56. Koifman M.I. The principal size effect in rocks and coals. Problems of mechanization of mining operations. Moscow, 1963: 39-56. (In Russ.).
  10. 10. Шашенко А.Н., Сдвижкова Е.А., Кужель С.В. Масштабный эффект в горных породах. Донецк, 2004: 132. Shashenko A.N., Sdvizhkova E.A., Kuzhel S.V. Size effect in rocks. Donetsk, 2004: 132 (In Russ.).
  11. 11. Hoek E., Brown E.T. Underground Excavation in Rock. Institution of Mining and Metallurgy. 1980: 527.
  12. 12. Lobo-Guerrero S., Vallejo L. Application of Weibull statistics to the tensile strength of rock aggregates. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 2006: 132 (6): 786-794. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0241(2006)132:6(786).
  13. 13. Bažant Z.P. Concrete fracture models: testing and practice. Engineering Fracture Mechanics. 2002; 69: 165-205. https://doi.org/10.1016/S0013-7944(01)00084-4.
  14. 14. Carpinteri A. Fractal nature of material microstructure and size effects on apparent mechanical properties. Mechanics of Materials. 1994. https:// doi.org/10.1016/0167-6636(94)00008-5.
  15. 15. Wu X., Tao M., Yang Z., et al. Stress migration and failure mechanisms of rocks with holes under gradient stress conditions. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2025; 195: 106306. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2025.106306.
  16. 16. Komurlu E. Loading rate conditions and specimen size effect on strength and deformability of rock materials under uniaxial compression. Geo-Engineering. 2018; 9: 17. https://doi.org/10.1186/s40703-018-0085-z.
  17. 17. Hu Z., Xie L., Qin Y., et al. Numerical simulation of size effect of defective rock under compression condition. Scientific Reports. 2023; 13: 420. https://doi.org/10.1038/s41598-023-27651-y.
  18. 18. Латышев О.Г., Прищепа Д.В. Учет масштабного эффекта при проектировании параметров горной технологии. Известия Уральского государственного горного университета. 2017; 1 (45): 59-61. https://doi.org/10.21440/2307–2091-2017-1-59-61. Latyshev O.G., Prishchepa D.V. Consideration of the scale effect in designing mining technology parameters. News of the Ural State Mining University. 2017; 1 (45): 59–61. https://doi.org/10.21440/2307–2091-2017-1-59-61. (In Russ.).
  19. 19. Volonté G., Stenebraten J., Papamichos E. Effect of specimen size and shape on the mechanical properties measured on plugs subsampled from sidewall cores. E3S Web of Conferences. 2023; 366. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202336601014.

 

Управление топливными ресурсами

Новые материалы