Вестник Кольского научного центра РАН. 2010, №1.

Окончательный этап разрушения показан на рис. 4а. Отличие в разрушении по сравнению с а = 60 ° состоит в том, что трещины 1 перед возникновением трещины 3 закрываются. При а = 30 ° последовательность разрушения следующая: возникают трещины 1, вслед за ними - трещины 2, а при достижении l1 величины порядка 0.5 H трещины 1 меняют направление, стремясь соединиться с концами разрывов, что и происходит в конечном итоге. Трещины 1 не закрываются, а трещина 3 не образуется, так как прежде этого происходит отделение линзовидного куска от массива, который в процессе дальнейшего нагружения начинает вращаться. Разрушение барьерной зоны при а = 30 ° показано на рис. 4б. Массивы горных пород, представленные блочными структурами различного ранга в виде «кирпичной кладки», как правило, образованы системами перекрещивающихся трещин, пространство между берегами которых может быть заполнено в той или иной мере материалом, отличающимся по физическим свойствам от окружающей среды. Особый интерес представляет задача о напряженном состоянии пород вблизи крестообразных трещин в условиях действия на бесконечности сжимающих усилий. На наш взгляд, решение такой задачи позволило бы сформировать новые представления о закономерностях образования блочных структур. Рассмотрим крестообразную трещину единичной длины каждой ветви (L = 1) с углом перекрещивания 3 < 90 °, ориентированную под углом 0 < а < 180° относительно большего сжимающего усилия на бесконечности (рис.5а). Расчет главных напряжений выполнялся при 3 = 90, 75, 60, 45° для значений а = 0.30, 45, 60, 90, 120, 135, 150° и соотношений Т y jT x =0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0. Характер распределения напряжений |Tx| и о 2/ |Tx| для 3 = 90°, а = 30 ° , 45°, Ty /T x = 0 (рис.6). Зоны растягивающих напряжений о 1 (левая часть рисунка, пунктирные линии) вблизи кончиков трещины и в области перекрещивания по мере роста Ty I Tx уменьшаются, а распределение напряжений становится более симметричным. Напряжения о 2 при этом остаются всюду сжимающими (правая часть рисунка). На продолжении ветвей трещины, если и Рис, 6, Из0линии главных напряжений cj J \T x \ возникают растягивающие напряжения, то по величине они значительно меньше, чем для 3 = 90 ° при одноосном сжатии: растягивающие напряжения, действующие в а) а = 30 °; б) а = 45 ° контурных точках вблизи кончиков трещины. Можно сделать заключение о том, что разрушение массива (образование трещины отрыва) при благоприятных условиях начнется не на продолжении трещины, а в направлении, нормальном к трещине, в местах действия наибольших растягивающих напряжений. а i__ 1 __ i__ 1 __ I__ L а У У' \ X х' \ \ У \ а 17 1 Т Т Л f Г ZTX Рис. 5. Схема модели, геометрические параметры: а - действующие нагрузки и ориентация трещин; б - расположение точек, рассматриваемых при анализе напряженного состояния 12