Реология соляного массива со сферической полостью
Технологическая проблема создания полостей с помощью камуфлетных взрывов. Реологические свойства каменной соли. Решение задачи о ползучести соляного массива с полостью при действии силовых (давление внутри полости и грунта) и температурных нагрузок.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.05.2017 |
| Размер файла | 894,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.Allbest.ru/
Реология соляного массива со сферической полостью
Языев С.Б., Языев Б.М., Литвинов С.В.
Данная задача связана с технологической проблемой создания полостей с помощью камуфлетных взрывов, при которых температура внутри полости существенно превышает начальную температуру массива. Часто такие полости создаются в массиве каменной соли [1]. Поскольку в каменной соли даже при небольших нагрузках проявляются явно выраженные реологические свойства, представляет интерес решение задачи о ползучести соляного массива с полостью при действии как силовых (давление внутри полости и давление грунта), так и температурных нагрузок [2]. При этом возможен не только нагрев, но и охлаждение массива.
Рис. 1. Зависимость модуля упругости каменной соли от температуры
Согласно рекомендациям [2] величину следует определять в точке диаграммы, соответствующей , где - призменная прочность. На рис.1 приведены экспериментальные точки зависимости модуля упругости каменной соли от температуры, полученные в интервале и аппроксимирующая кривая .
Для описания процесса ползучести каменной соли при повышенных температурах можно использовать приведенную в [2] зависимость, имеющую при одноосном нагружении вид:
(1)
где - энергия активации ползучести;
- газовая постоянная;
- температура;
; , и - эмпирические коэффициенты
На основании проведенных экспериментальных исследований ползучести в интервале в [4] получены следующие значения параметров соотношения (1):
При сложном напряженном состоянии для скоростей деформаций ползучести с учетом (1) получим
(2)
где - интенсивность напряжений.
Граничные и начальные условия задачи представляются в виде:
Здесь - возможное внутреннее давление в полости, - давление отпора среды в предположении .
Ниже приводятся результаты расчета, полученные методом «послойного» интегрирования с переменным шагом по времени и радиусу при следующих исходных данных: ; ; ; ; ; .
На рис. 2 показаны эпюры напряжений для различных моментов времени. Следует отметить, что в процессе ползучести напряжения вблизи контура полости существенно снижаются, а по мере удаления от полости возрастают, что связано с необходимостью выполнения интегрального уравнения равновесия
(3)
Последняя формула может быть получена из рассмотрения элемента массива со сферической полостью (рис. 4). Составим проекцию всех сил, действующих на данный элемент, на ось . Интеграл от напряжений
(4)
Проекцию на ось интегрального усилия от давления можно определить по формуле
(5)
реологический соляной массив взрыв полость
Вычисляя последний интеграл, суммируя выражения (4) и (5) и сокращая все на , приходим к равенству (3). При этом следует обратить внимание на то, что заметный рост напряжений в процессе ползучести вблизи внешнего контура вырезанного массива (см. рис.2) обусловлен рассмотрением приближенной модели, т.е. конечным значением (в расчете принималось ). В действительности же при влияние отверстия и неоднородности не должно сказываться на значениях напряжений на большом расстоянии от отверстия.
Рис. 2. Перераспределение во времени напряжений в массиве со сферической полостью:
Размещено на http://www.Allbest.ru/
- однородный массив ();
Размещено на http://www.Allbest.ru/
- неоднородный массив (, );
Размещено на http://www.Allbest.ru/
- неоднородный массив (, ), решение, приводимое в [10];
1 - (упругое решение); 2 - ч; 3 - ч; 4 - ч
На рис. 3 приведены эпюры перемещений в массиве с полостью для некоторых моментов времени. При этом фактические перемещения следует отсчитывать от прямой (показана штрих-пунктиром), соответствующей сжатию упругого массива без полости.
Рис. 3. Перемещения в массиве со сферической полостью:
Размещено на http://www.Allbest.ru/
- однородный массив ();
Размещено на http://www.Allbest.ru/
- неоднородный массив (, );
Размещено на http://www.Allbest.ru/
- неоднородный массив (, ), решение, приводимое в [10];
1 - (упругое решение); 2 - ч; 3 - ч; 4 - ч
При ползучести так же, как и в теории пластичности, принимается гипотеза о несжимаемости материала, в связи, с чем дальнейшее сокращение объема сплошного массива по сравнению со стадией упругой работы не происходит.
Рис. 4. Схема проверки равновесия массива со сферической полостью
Литература:
1. Мясников К.В., Леонов Е.А., Ромадин Н.М. Разработка научно-технических основ создания подземных хранилищ с помощью ядерных взрывов в массиве каменной соли // Сб. Peaceful Nuclear Explosions, III, 1974, Vienna, p. 179-191.
2. Андреев В.И. Упругость и ползучесть неоднородной полой сферы / Андреев В.И. [и др.] // Всес. Конф. «Фундам. исслед. и новые технологии в строительном материаловедении»: тез. докл. - Белгород, 1989. - С.6.
3. Языев Б.М. Нелинейная ползучесть непрерывно неоднородных цилиндров: дис. … канд. техн. наук. - М., 1990. - С. 171.
4. Туребаева Р.Д. Ползучесть неоднородного массива с цилиндрической полостью: дис. … канд. техн. наук. - М., 1994. - 117 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Анализ технологического процесса изготовления журнального столика из массива дерева. Изучение требований при работе на рейсмусовых и фуговальных станках. Сушка древесины, обработка чистовых заготовок, раскрой досок, склеивание заготовок, сборка изделия.
контрольная работа [337,6 K], добавлен 17.01.2015Понятие о реологии и деформации. Определение коэффициента вязкости. Определение принципа измерения реологических параметров с помощью вискозиметра "Реотест". Варианты пневматической транспортировки сыпучих материалов. Сущность процесса псевдоожижения.
контрольная работа [49,8 K], добавлен 06.02.2015Антикристаллизаторы, применяемые в кондитерском производстве, их назначение, состав, свойства и механизм действия. Технологическая схема получения какао тертого: выход и реологические свойства. Виды драже и халвы, технологическая схема их производства.
контрольная работа [393,0 K], добавлен 22.02.2012Характеристика пневматических систем и постановка задачи исследования, схема и циклограмма дифференциального привода. Процессы наполнения сжатым воздухом рабочей полости и истечения сжатого воздуха из выхлопной полости. Создание модели внешних нагрузок.
дипломная работа [845,0 K], добавлен 14.09.2010Механический расчет газопровода. Физические свойства природного газа. Его давление на входе в газораспределительную станцию. Расчет тупиковой разветвленной сети среднего давления. Технологическая схема, работа оборудования ГРС. Выбор регулятора давления.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 19.04.2015Расчетное давление внутри корпуса аппарата. Пробное давление при гидроиспытании. Расчетное значение модуля продольной упругости. Определение основных параметров и размеров реактора. Укрепление отверстий, проверочный расчет фланцевого соединения.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 10.05.2012Характеристика сущности реологии - науки о деформации и течении различных тел, которая изучает способы определения структурно-механических свойств сырья, полуфабрикатов и функциональных продуктов, приборов для регулирования технологических процессов.
контрольная работа [41,1 K], добавлен 26.06.2010Виды электротехнических проводниковых, электроизоляционных, магнитных и полупроводниковых материалов, предназначенных для работы в электрических и магнитных полях. Их свойства, состав, область применения. Технологическая схема переработки озерной соли.
реферат [1000,4 K], добавлен 14.10.2011Описание технологического процесса фракционирования углеводородного сырья. Схема дисцилляции — фракционирования нефти. Регулирование уровня мазута в кубе ректификационной колонны. Обработка массива данных с помощью пакета System Identification Toolbox.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 28.05.2015Свойства материалов при расчетах на прочность, жесткость и устойчивость определяются механическими характеристиками. Испытания над материалами проводят на деформацию растяжения, сжатия, кручения, изгиба при действии статической или переменной нагрузок.
реферат [2,4 M], добавлен 13.01.2009Горные породы внутри земной коры, формы сечения выработок и типы крепи. Действие сил гравитационного и тектонического характера. Гипотеза свода естественного равновесия. Величина горного давления в выработках, методы его определения и способы управления.
реферат [613,3 K], добавлен 10.04.2009Технологическая последовательность выполнения работ по укладке трубопровода. Определение размеров траншеи и кавальеров грунта. Разработка приямков и монтаж трубопроводов. Установка колодцев из монолитного бетона. Рекультивация растительного грунта.
курсовая работа [142,9 K], добавлен 20.05.2014Пакет Flow Simulation программы Solidworks 2012. Моделирование аэродинамической трубы на примере ПВД, получение эпюр распределения давления. Распределение давления вблизи корпуса. Динамическое давление внутри трубки Пито. Приемник статического давления.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 29.05.2014Характеристика потребителей электроэнергии. Категории надежности потребителей. Режимы работы электроприемников. Расчет электрических нагрузок, силовых нагрузок, осветительной нагрузки. Проектирование освещения производственного здания. Источники света.
курсовая работа [484,4 K], добавлен 15.06.2008Применение бентонитовых глин при производстве железорудных окатышей, входящие в их состав минералы. Исследование влияния органических добавок на свойства сырых окатышей. Физические и химические характеристики связующих добавок, их реологические свойства.
реферат [3,2 M], добавлен 03.03.2014Жидкость и ее основные физические свойства, определение и основные свойства жидкости. Гидростатика и гидростатическое давление, основное уравнение гидростатики. Понятие о пьезометрической высоте и вакууме, сила давления жидкости на поверхности.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 17.11.2009Классификация сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Основные причины аварий и взрывов при работе с газовыми баллонами, трубопроводами, компрессорными установками, криогенной техникой. Мероприятия и средства обеспечения безопасной эксплуатации.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 22.12.2014Освещение, нагрузка и подсчет осветительных нагрузок. Комплексная электрификация МТФ и подсчет силовых нагрузок. Электрификация водоснабжения и выбор суточного электроснабжения. Техническая эксплуатация электрооборудования, его организация монтажа.
дипломная работа [713,3 K], добавлен 27.02.2009Применение повышенного и пониженного давления в химических технологиях как метод воздействия на структуру, свойства и форму материалов. Давление как фактор интенсификации газообразных процессов. Его воздействие на жидкофазные процессы, твердую фазу.
контрольная работа [13,3 K], добавлен 10.05.2009Разработка месторождений крепких руд. Выбор средств механизации производственных процессов при ведении очистных, проходческих работ. Обоснование способа отделения горной массы от массива. Расчет режимных параметров погрузочного доставочного оборудования.
курсовая работа [711,0 K], добавлен 15.01.2015
