<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">bsuir</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Доклады БГУИР</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Doklady BGUIR</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1729-7648</issn><issn pub-type="epub">2708-0382</issn><publisher><publisher-name>БГУИР</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.35596/1729-7648-2020-18-7-47-54</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">bsuir-2893</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ELECTRONICS, RADIOPHYSICS, RADIOENGINEERING, INFORMATICS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Компьютерное моделирование объемной повреждаемости в окрестности горной выработки</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Computer modeling of volumetric damageability in the mine roadway neighbourhood</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Щербаков</surname><given-names>С. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Sherbakov</surname><given-names>S. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>д.ф.-м.н., профессор, заместитель Председателя Государственного комитета по науке и технологиям Республики Беларусь, профессор кафедры теоретической и прикладной механики</p><p>Минск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>D.Sci, Professor, Vice Chairman of the State Committee on Science and Technology of the Republic of Belarus, Professor of the Department of Theoretical and Applied Mechanics</p><p>Minsk</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Шемет</surname><given-names>Л. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Shemet</surname><given-names>L. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Шемет Людмила Александровна, старший преподаватель кафедры теоретической и прикладной механики</p><p>220030, г. Минск, пр-т Независимости, 4,</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Shemet Liudmila Alexandrovna, Senior lecturer of the Department of Theoretical and Applied Mechanics</p><p>220030, Minsk, Nezavisimosti ave., 4</p></bio><email xlink:type="simple">shemetla@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Насань</surname><given-names>О. A.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Nasan</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>старший преподаватель кафедры теоретической и прикладной механики</p><p>Минск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Senior lecturer of the Department of Theoretical and Applied Mechanics</p><p>Minsk</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Государственный комитет по науке и технологиям; Белорусский государственный университет</institution></aff><aff xml:lang="en"><institution>State Committee on Science and Technology; Belarusian State University</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Белорусский государственный университет</institution></aff><aff xml:lang="en"><institution>Belarusian State University</institution></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2020</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>25</day><month>11</month><year>2020</year></pub-date><volume>18</volume><issue>7</issue><fpage>47</fpage><lpage>54</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Щербаков С.С., Шемет Л.А., Насань О.A., 2020</copyright-statement><copyright-year>2020</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Щербаков С.С., Шемет Л.А., Насань О.A.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Sherbakov S.S., Shemet L.A., Nasan A.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/2893">https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/2893</self-uri><abstract><p>Объект исследования – массив горных пород с различными формами поперечного сечения выработки. Целью работы является компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния и объемной повреждаемости в окрестности горной выработки. Ненарушенный горный массив еще до образования выработки обладает начальным напряженно-деформированным состоянием (под собственным весом). Поэтому для определения напряженно-деформированного состояния массива с выработкой следует сначала рассчитать напряженное состояние массива без выработки, а затем учесть его как преднапряженное состояние для массива с выработкой. Оценка степени повреждаемости массива с выработкой проводилась на основе полученных распределений напряжений и деформаций. Расчет объемной повреждаемости производился с помощью модели деформированного твердого тела с опасным объемом. Опасный объем есть ограниченная область, где напряжения или деформации превышают установленный порог. Расчет опасных объемов и объемной повреждаемости проводился в конечно-элементном пакете ANSYS. Для этого была написана программа на языке APDL. Для каждого конечного элемента было рассчитано отношение действующих и предельных деформаций. Элементы, для которых данное отношение превышает единицу, и будут образовывать опасный объем для всей рассматриваемой модели. В итоге имеем список элементов, входящих в состав опасного объема, а также его величину. Разработанный метод оценки повреждаемости в окрестности подземной выработки учитывает различные формы сечения выработки и глубины ее залегания. Обоснована актуальность проведения исследования зон возможных разрушений с применением модели деформированного твердого тела с опасным объемом.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The object of research is a rock massif with various cross-sectional shapes of roadway. The purpose of work: computer modeling of stress-strain state and volumetric damageability in the neighbourhood of a mine roadway. The undisturbed rock massif has an initial stress-strain state (under its own weight) before a mine roadway is formed. Therefore, to determine the stress-strain state of the rock massif with the mine roadway, we must first calculate the stress state of the rock massif without the roadway and then take it into account as a pre-stressed state for the rock massif therewith. Damageability assessment of the rock massif with a mine roadway was carried out based on the obtained distributions of stresses and strains. We calculated volumetric damageability through the model of a deformed solid body with dangerous volume. Dangerous volume is a limited area where stresses or strains exceed the predetermined threshold. Calculation of dangerous volumes and integral damageability was carried out in the finite element package ANSYS. The program was written in APDL. The ratios between the existing and limiting stresses was calculated for each finite element. The elements for which this ratio exceeds unity will form a dangerous volume for the whole model. As a result, we have an array of finite elements constituting the dangerous volume and its value. The developed method for assessing damageability in the mine roadway neighbourhood takes into account various cross-sectional shapes of the mine roadway and its depth. The relevance of studying possible destruction regions using the model of a deformed solid body with dangerous volume was substantiated.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>компьютерное моделирование</kwd><kwd>метод конечных элементов</kwd><kwd>напряженно-деформируемое состояние</kwd><kwd>модель деформированного твердого тела с опасным объемом</kwd><kwd>объемная повреждаемость</kwd><kwd>горная выработка</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>computer modeling</kwd><kwd>finite element method</kwd><kwd>stress-strain state</kwd><kwd>model of a deformed solid body with dangerous volume</kwd><kwd>volumetric damageability</kwd><kwd>mine roadway</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Журавков М.А., Щербаков С.С., Шемет Л.А. Объемная повреждаемость окрестности горной выработки. Актуальные вопросы машиноведения. 2016;5:184-186.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhuravkov M.A., Shcherbakov S.S., Shemet L.A. [Volumetric damagebility in the mining work neighbourhood]. Aktual'nye voprosy mashinovedeniia = Actual issues of engineering. 2016;5:184-186. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Журавков М.А., Щербаков С.С., Шемет Л.А. Опасные объемы в окрестности выработки в горном массиве. Вестник БелГУТа: наука и транспорт. 2016;1(32):83-90.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhuravkov M.A., Sherbakov S.S., Shemet L.A. [Dangerous volumes in the neighborhood of the mining work in rock massif]. Vestnik BelGUTa: Nauka i transport = Vestnik BelGUTa: science and transport. 2016;1(32):83-90. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Оловянный А.Г. Механика горных пород. Моделирование разрушений. С.-Петербург: ООО «Издательско-полиграфическая компания «КОСТА»; 2012.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Oloviannyi A.G. [Rock mechanics. Destruction modeling]. St.-Peterburg: OOO “Izdatel'sko-poligraficheskaia kompaniia“KOSTA”; 2012. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Журавков М.А., Коновалов О.Л., Богдан С.И., Прохоров П.А., Круподеров А.В. Компьютерное моделирование в геомеханике. Минск: БГУ; 2008.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhuravkov M.A., Konovalov O.L., Bogdan S.I., Prokhorov P.A., Krupoderov A.V. [Computer modeling in geomechanics]. Minsk: BGU; 2008. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Журавков М.А. Фундаментальные решения теории упругости и некоторые их применения в геомеханике, механике грунтов и оснований. Минск: БГУ; 2008.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhuravkov M.A. [Fundamental solutions of the theory of elasticity and some of their applications in geomechanics, soil and foundation mechanics]. Minsk: BGU; 2008. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Щербаков С.С., Сосновский Л.А. Механика трибофатических систем. Минск: БГУ; 2011.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shcherbakov S.S., Sosnovskii L.A. [Mechanics tribo-fatigue systems]. Minsk: BGU; 2011. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Журавков М.А., Щербаков С.С., Мармыш Д.Е., Шемет Л.А., Насань О.А. Опасные объемы как мера повреждаемости системы на макро- и микроуровне. Актуальные вопросы машиноведения. 2015;4:237-240.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhuravkov M.A., Shcherbakov S.S., Marmysh D.E., Shemet L.A., Nasan А.A. [Dangerous volumes as the measure of system damagebility on macro and microlevel]. Aktual'nye voprosy mashinovedeniia = Actual issues of engineering. 2015;4:237-240. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сосновский Л.А. Механика износоусталостного повреждения. Гомель: БелГУТ; 2007.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sosnovskii L.A. [Fatigue Damage Mechanics]. Gomel: BelGUT; 2007. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сосновский Л.А., Щербаков С.С. Сюрпризы трибофатики. Гомель: БелГУТ; 2005.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sosnovskii L.A., Shcherbakov S.S. [Surprises of Tribo-Fatigue]. Gomel: BelGUT; 2005. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bahdanovich A., Bendikiene R., Cesnavicius R., Ciuplys A., Grigas V., Jutas A., Marmysh D., Mazaleuski A., Nasan A., Shemet L., Sherbakov S., Spakauskas K., Sosnovskiy L. Research on Tensile Behaviour of New Structural Material MoNiCa. Materials Science (Medžiagotyra). 2019;25(3):292-296. DOI: 10.5755/j01.ms.25.3.23079.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bahdanovich A., Bendikiene R., Cesnavicius R., Ciuplys A., Grigas V., Jutas A., Marmysh D., Mazaleuski A., Nasan A., Shemet L., Sherbakov S., Spakauskas K., Sosnovskiy L. Research on Tensile Behaviour of New Structural Material MoNiCa. Materials Science (Medžiagotyra). 2019;25(3):292-296. DOI: 10.5755/j01.ms.25.3.23079.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
