A KŐZETMECHANIKA-GEOMECHANIKA OKTATÁSA ÉS KUTATÁSA A BÁNYÁSZATI ÉS GEOTECHNIKAI INTÉZETI TANSZÉKEN

Átírás

1 A Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 76. kötet (2009), p A KŐZETMECHANIKA-GEOMECHANIKA OKTATÁSA ÉS KUTATÁSA A BÁNYÁSZATI ÉS GEOTECHNIKAI INTÉZETI TANSZÉKEN Dr. Somosvári Zsolt egyetemi tanár Miskolci Egyetem, Bányászati és Geotechnikai Intézet bíitszsiwuni-miskolc.hii A mai tanszék jogelődjét a Bányaműveléstani Tanszéket 1770-ben alapították és a Selmecbányái Akadémia keretében önálló tanszékként működött ben a Tanszéket megszüntették, a tárgy oktatását pedig felosztották a kémiai és a matematikai tanszékek között től működik ismét mint önálló tanszék között Esztó Péter professzor volt a tanszék vezetője, aki főleg a kőzetmechanika és a bányaszellőztetés kérdéseivel foglalkozott, s a róla elnevezett kőzetnyomás elmélet kidolgozásával megkezdte a magyar kőzetmechanikai kutatásokat. A kőzetnyomás elmélet 1939-ben látott napvilágot, majd 1954-ben módosításra, továbbfejlesztésre került. Az elméletnek nemzetközi visszhangja is volt, számos idegen nyelvű alagútépítés könyv hivatkozott az Esztó-féle kőzetnyomás elméletre ben Zambó János professzor vette át a tanszék vezetését és 1984-ig vezette a tanszéket, majd az időszakban Kovács Ferenc professzor vezette a tanszéket tól a kari intézetesítéssel a tanszék neve Bányászati és Geotechnikai Tanszék, amely a Geotechnológiai és Térinformatikai Intézet keretében működött (intézetigazgató: Somosvári Zsolt egyetemi tanár) ben Buócz Zoltán egyetemi docens vette át a tanszék vezetését, 2006-tól Molnár József egyetemi docens a tanszékvezető. A tanszék neve 2008-tól Bányászati és Geotechnikai Intézeti Tanszék. Esztó Péter után a kőzetmechanika-biztosítószerkezetek tárgykör oktatását, kutatását Sopronban, majd Miskolcon 1979 júniusáig Richter Richárd professzor irányította után a geomechanika-kőzetmechanika tárgykörök oktatásának és kutatásának irányítója Somosvári Zsolt. 41

2 Somosvári Zsolt A tanszéken Esztó Péter, Zambó János, Richter Richárd, Salamon Miklós, Budavári Sándor, Németh Alajos, Somosvári Zsolt, Selmeci Jószefné, Asbóth Zoltán, Mészáros Zoltán, Pothorányi László, Köő Tóth Győző, Törő György, Sárközi László, Debreczeni Ákos foglalkoztak hosszabb-rövidebb ideig a tárgykör oktatásával ill. kutatásával. A kőzetmechanika mint új tudományág a II. világháború után kezdett látványosan fejlődni. Szerencséseknek mondhatók azok a kutatók: Esztó, Zambó, Richter, Salamon, Budavári, akik ennek a felvirágzásnak a részesei lehettek. Salamon Miklós és Budavári Sándor néhány hónapot töltöttek a tanszéken, majd 1956 után külföldön lettek nagynevű kőzetmechanikusok. 1. Zambó János professzor kőzetmechanikai munkássága A Feszültségeloszlás a föld alatt" (1954) című doktori értekezésében a föld alatt megjelenő feszültségeloszlást határozza meg az ott létesített térségek geometriai helyzetének és formájának, valamint a kőzetek fizikai-mechanikai jellemzőinek függvényében. Az analízist az elemi terhelések vizsgálatával vezeti be, majd a pont-, vonal- és sávterhelés eseteit mutatja be. A vizsgálat során homogén kőzeteket tételez fel és arra a következtetésre jut, hogy a feszültségek eloszlásában meghatározott és fontos szerepe van a kőzetek fizikai tulajdonságainak, elsősorban a Poisson számnak. Az elemi terhelések vizsgálatának eredményére támaszkodva építi fel a föld alatt végbemenő feszültségeloszlás-analízist, összefüggéseket ad meg az aláfejtett kőzet súly (terhelés) áthárításával kapcsolatos feszültségalakulásairól. Bemutatja a föld alatti üregek, folyosók közvetlen környékén fellépő feszültségállapotot. Ennek alapján magyarázza meg a vágatkörnyéki kőzetek elmozdulásának törvényszerűségeit. Megadja az elméleti összefüggésekből levonható gyakorlati következtetéseket és javaslatokat tesz a további vizsgálatok területére és módszerére. Kutatásai során részletesen vizsgálta a fejtési térségek -lefejtett területekkörüli feszültségállapot, a feszültségterhelés áthárítási kérdéseit, a biztosítások méretezésének problematikáját, a feszültségeloszlás szempontjából optimális fejtéstelepítési megoldásokat, különös tekintettel a többtelepes, illetőleg vastagtelepes előfordulások művelésére. Zambó professzor rövid ideig foglalkozott kőzetmechanikával, de mai szemmel nézve is jelentőset alkotott. A formavisszaállító terhelés elvének felfedezése és alkalmazása különösen egyedi megoldás volt. 42

3 A közetmechanika-geomechanika oktatása és kutatása a Bányászati és Geotechnikai Intézeti Tanszéken Publikációi: 1. Feszültségeloszlás a föld alatt. Bányászati Lapok 87(1954) évf szám old. (A műszaki tudományok doktora fokozat elnyerése céljából benyújtott értekezés.) 2. Aknák, folyosók körüli feszültségállapot. Bányászati Lapok 88(1955) évf szám old. 3. A feszültségeloszlás alapösszefüggése. Bányászati Lapok 89(1956) évf. 1. szám old. 2. Richter Richárd professzor munkássága 1952-től aspiránsként kezdett kőzetmechanikával foglalkozni, első kőzetmechanikai tárgyú publikációja 1954-ben jelent meg a Bányászati Lapokban az "Idő szerepe vágathajtásoknál rugalmas feszültségi állapot mellett" címmel. Ezután folyamatosan jelentek meg publikációi hazánkban és külföldön is. Tanulmányaiban kiemelkedőt és maradandót alkotott. Az 1950-es évek végén kialakította majd fejlesztette a kőzetmechanikai laboratóriumot és bevezette a kőzetmechanikai mérések oktatását is. Az egyetemi oktatás mellett elindította és rendszeressé tette a kőzetmechanikabiztosítószerkezetek területén a mérnöktovábbképzést. Széleskörű ipari, intézményi kapcsolatokat alakított ki, minden rendelkezésére álló eszközzel népszerűsítette a kőzetmechanikát. Néhány kutatási eredménye: Az alakváltozási feszültségek elve. Az üregnyitások által előidézett feszültségváltozásokat nevezte el Richter professzor alakváltozási feszültségeknek. A kőzetmechanikai feladatoknak a megoldását ezeknek a segítségével úgy képzelte el és nemcsak elképzelte, hanem a gyakorlatban alkalmazta is hogy az üregnyitások előtti feszültségállapot (primer feszültségállapot) megállapítása után ezekkel az alakváltozási feszültségekkel kell foglalkozni, amelyeket ha valamilyen módon meghatározunk, ezekhez az eredeti feszültségeket előjelhelyesen hozzáadva megkapjuk az üregnyitás után kialakuló feszültségállapotot (szekunder feszültségállapot). Azért nevezte O ezeket a feszültségeket alakváltozási feszültségeknek, mert ezek vannak függvénykapcsolatban a kialakuló alakváltozásokkal, elmozdulásokkal, nem a primér feszültség és nem a szekundér feszültség. Igen sokat foglalkozott a gyakorló bányamérnök számára sorsdöntő kérdésekkel, a biztosítószerkezetek kőzetmechanikai kérdéseivel. O vezette be az 50-es évek végén a 60-as évek elején a kőzet- és biztosítószerkezet együttdolgozásának a fogalmát és azt a kívánalmat, hogy minden ilyen vizsgálatot mint kettős rendszert kezelve kell lefolytatni. Egy tanulmányából (1961) idézve: 43

4 Somosvári Zsolt "A kőzet és a vele érintkező biztosítószerkezet az érintkezési felület mentén kialakuló kényszerek miatt egymást alakváltozásaiban kölcsönösen befolyásolják és az egymásra hatás során olyan eredő alakváltozás alakul ki a kőzetben is és a biztosítószerkezetben is, amely sok körülménynek, de a kezünkben tarthatóak közül különösen az üreg alakjának a biztosítószerkezet reakciónagyságának, irányának és eloszlásának, valamint időbeli jelentkezésének függvénye. A kőzet- és biztosítószerkezet tehát egy kettős rendszer, amelynek elemeiben a kőzetben és a biztosítószerkezetben ébredő feszültségeket csak a kettős rendszer együttes vizsgálatával lehet meghatározni. A rendszer elemeinek deformációi különösképpen érintkezési feltételeiktől függnek, s így a bányászati biztosítószerkezetek igénybevételének meghatározása a mechanika érintkezési feladatai körébe tartozik. A rendszer alakváltozásának vizsgálata során csak akkor lehet eltekinteni valamelyik elemnek a figyelembevételétől, ha az nem teherviselő, vagy ha nem is létezik. Így egyszerűsödik a vizsgálat csak a biztosítószerkezetre úszóhomok esetében, ill. csak a kőzetre, ha a nyitott üreget nem biztosítjuk. Minden más esetben mindkét teherbíró elem együttes vizsgálata szükséges " Ezek az igen világosan megfogalmazott elvek ma is ugyanígy érvényesek. Megfogalmata az igen sokfajta biztosítószerkezet közös mechanikai tulajdonságait. így mutatott rá a biztosítószerkezetek aktivitására, passzivitására, engedékenységére, merevségére. Ezeket a fogalmakat ma is ugyanúgy alkalmazzuk, mint ahogyan Ő azt 1961-ben leírta: "Az aktivitás a biztosításnak az a tulajdonsága, hogy az képes felállítása után a kőzetfelületre azonnal, legtöbbször szabályozható erőt kifejteni. A szerkezet aktivitása lehetővé teszi, hogy a biztosítás a kőzet alakváltozását azonnal gátolni tudja. Ilyen aktív szerkezetek a hidraulikus és előfeszített súrlódásos tárnok, kőzetcsavarok." 1962-ben megírta A biztosítószerkezetek kőzetmechanikája" c. tanszéki segédletet. Rájött arra, hogy a biztosítószerkezet a legtökéletesebb, amelyik legjobban tud együttdolgozni a kőzetkörnyezettel. Talán ennek tulajdonítható, hogy a kőzetcsavaros, kőzethorgonyos biztosítással oly sokat foglalkozott, hiszen ez a biztosítószerkezet az, amelyik a kőzetbe építve valóban a legteljesebben képes együttdolgozni a kőzetkörnyezettel ben megírta a "Kőzetcsavarozás lehetőségei Magyarországon" című tanszéki kutatási jelentést, ami hazánkban sokáig szinte kézikönyve volt a kőzetcsavarozásnak. Ezen kívül számos publikációja jelent meg ebből a témakörből. Felismerte, hogy a különböző üregnyitások után kialakuló mechanikai állapotot alapvetően meghatározza az üregnyitás előtti úgynevezett primer feszültségállapot, ezért igen sokat és visszatérően is foglalkozott a primer feszültségállapottal. Bevezette a kvázi Poisson-szám fogalmát, amely fogalom a Poisson-számot helyettesíti abban az egyszerű képletben, amely úgy hangzik, hogy z p g/m-l, és 44

5 A közetmechanika-geomechanika oktatása és kutatása a Bányászati és Geotechnikai Intézeti Tanszéken amely képlet a primer oldalirányú fófeszültséget adja. Az m helyébe k került, amelyet Richter professzor kvázi-poisson számnak nevezett el. A kvázi Poissonszám bevezetésével Richter professzor rámutatott arra, hogy geológiai erők jelenléténél - amely miatt O bevezette a kvázi Poisson-számot - a Poisson-számnak is és a geológiai erőknek is van köze a kialakuló vízszintes feszültségek kialakulásában. Ezt az értéket amit kvázi Poisson-számnak nevezett csak a természetben végrehajtott "in situ" mérésekkel lehet megállapítani. Következésképpen forszírozta az "in situ" méréseket, mérési módszert is kidolgozott ennek a nevezett számnak a meghatározására. Az 1960-as években sokat foglalkozott Richter professzor a kőzetek tönkremenetelének kérdésével, a kőzetek tönkremeneteli határgörbéinek analitikájával. Másodfokú, parabolikus és hiperbolikus határgörbéket vezetett le a (j-x síkon, amelyekkel a húzóigénybevételek tartományában is kezelhető a szilárdság ben megírta A Mohr-féle határgörbékről" c. tanszéki segédletet. A rugalmassági vizsgálatain túlmenően az 1970-es években képlékenységtani vizsgálatokkal is elkezdett foglalkozni. A "Képlékeny alapjelenségek a kőzetmechanikában" című tanszéki segédletet készített, amelyben lerögzítette az addigi kutatások eredményeit, tovább is lépett a képlékeny alapjelenségekben. Megállapította azt, hogy az addigi kőzetmechanikai képlékeny megoldások a leglényegesebb feltételnek, éppen az egyensúlyi feltételnek nem tesznek eleget. Az 1970-es évek elején a kőzetmechanika reológiai elméletével is foglalkozik. Dr. Asszonyi Csabával mint társszerzővel számos publikációja jelenik meg ebben a témakörben, 1974-ben Bevezetés a kőzetmechanika reológiai elméletébe" c. könyv. Magyarországon 1970-es években felmerült annak a lehetősége, hogy a mélység felé haladó uránércbányászat esetleg bányarengés-veszélyes lesz. Richter professzor örömmel vállalta azt a feladatot, hogy intenzíven és mélyrehatóan foglalkozzon a bányarengések kérdésével. Igen lényeges eredménye az, hogy az üregek tönkremeneteli lehetőségeit két nagy csoportba osztotta. Megkülönböztette azt a tönkremenetelt amelyik a főtében indul és ezt korlátos tönkremeneteli folyamatnak nevezte, mert a fote felszakadásával egyre kedvezőbb egyensúlyi helyzetbe kerül az üreg és ilyen módon, ha az oldalban nem történik tönkremenetel, akkor az ilyen üreg felszakadás után állékony marad. Lerögzítette, hogy az ilyenfajta tönkremenetel nem hozhat létre bányarengést. Rámutatott arra, hogy bányarengést az üregek oldalában, a kőzetpillérekben elinduló tönkremenetelt folyamat idézi elő, mert az oldalban bekövetkező első tönkremenetel kedvezőtlen üregalakot hoz létre és a tönkremeneteli folyamat tovább folytatódik, egyre kedvezőtlenebb helyzetbe kerül az üreg, ill. pillér. Ennek következményeként jelentkezik a szabályos üreg-pillér rendszerben a bányarengés. 45

6 Somosvári Zsolt Úttörő munkát végzett a kőzethorgonyzás hazai üzemi bevezetése terén, ahol az elvi feltételek tisztázása mellett széleskörű kőzethorgonyfejlesztési tevékenységet kezdeményezett. Kialakította a gumihüvelyes kőzetcsavartipust, továbbá a műgyantás pontrögzítésű kőzethorgonyok hatékonyságának növelésére kidolgozta a kombinált rögzítés módszerét, amelynél a műgyanta ragasztó patronok mellett cementhabarcs ágyazó anyagot alkalmazott. Részt vett az aknamélyítésnél használható, a robbantólyukak csoportos fúrására alkalmas berendezés kialakításában. A szerkezet a mélyítő padozatról a talpra engedhető, majd oda a lyukak kifúrása után visszahúzható. Kedvezőtlen kőzetviszonyok esetére vágathajtó pajzsot dolgozott ki, amellyel négyszögszelvényű vágatok is kihajthatók. A hidraulikus feszítőelemek a főte-talp és oldalak között fejtik ki támasztó hatásukat és a pajzs mozgatására is képesek. Kidolgozta az előfeszítéses üregbiztosító rendszert, amelynek hidraulikusan működtetett elemeivel tetszőleges előfeszítésü nyomás állítható elő az üregek felületén. Felismerte, hogy az üregek környezetében célszerűen telepített fúrt lyukakkal olyan mozgások idézhetők elő, amelyek a biztosító szerkezetre ható terheléseket kedvezően befolyásolják. Foglalkozott továbbá a fúrásos jövesztés és a szénelgázosítás technológiai és technikai problémáinak megoldásával is. Érdeklődés kísérte a külszíni bányászattal kapcsolatos talajvízszint-süllyesztés hatékonyságának ellenőrzésére tett azon javaslatát, hogy a külszín süllyedése mérésének adataiból következtetni lehet a vízszint süllyedés mértékére. Szoros kapcsolatot tartott az üzemeknél dolgozó kollégákkal, akik gyakran keresték fel, hogy segítsen a felmerülő problémák megoldásában. Jelentős volt az a tevékenysége, amelyet a Bányászati Kutató Intézettel a recski mélybánya kőzetmechanikai problémáinak megoldása terén fejtett ki. Kutatási eredményei, ipari tevékenységei olyan hátteret biztosítottak számára, hogy a kőzetmechanika-biztosításszerkezetek" c. tantárgy tematikáját úgy alakíthatta ki, hogy szinte mindegyik oktatott tématerülettel korábban foglalkozott. Itt bemutatjuk az 1970-es évek közepén Richter professzor által összeállított tematikát: Kőzetmechanika - biztosítószerkezetek c. tárgy programja 01. Bevezetés 011. Altalános áttekintés a kőzetmechanika-biztosító szerkezetek tárgy témaköréről, történetéről, irodalámáról, fejlődéséről, fontosságáról. Szóhasználatok speciális bányászati kifejezések és azok mechanikai megfelelői 02. Rugalmassági analízis 021. A statikai egyensúly feltételei síkbeli, térbeli esetekben ortogonális- és poláris-, illetve hengerkoordináta rendszerben. Egyensúlyvizsgálat az anyagi féltérben. Szabályos gravitációs feszültségmező feszültségkomponensei. 46

7 A közetmechanika-geomechanika oktatása és kutatása a Bányászati és Geotechnikai Intézeti Tanszéken 022. Geometriai vizsgálat. Anyagi pontok mozgás- és deformációs komponensei. Összefüggések a mozgás- és deformációs elemek között. Összeférhetőségi feltételek Fizikai vizsgálat. Feszültségek és alakváltozások lineáris kapcsolata. Altalános Hooke törvény. A szabályos gravitációs mező oldalirányú feszültségei Rugalmasságtani feladatok megoldása. Feszültségmódszer, mozgásmódszer. Kerületi feltételek. Airy-féle feszültségfüggvény. Síkbeli feladatok megoldása Muszhelisvili komplex potenciálok módszerével. Közelítő megoldások, a véges elemek módszere. 03. Képlékenységtani analízis 031. Kinetikai egyensúly. Az egyensúly feltétele különböző koordinátarendszerekben Geometriai vizsgálat. Plasztikus deformációk. Alakváltozási sebességek és gyorsulások. Képlékeny térfogatváltozás A képlékeny folyás feltételei. Tresca, Huber-Mises-Hencky, Coulumb feltételei. A folyás feltétele kőzeteknél. Általánosított folyási feltétel. A folyási határ ábrázolása a-t és főfeszültségi koordinátarendszerben. A folyási küszöb jellemzése Képlékenységtani feladatok megoldása. Síkbeli folyás. Egyszerűsíthető térbeli folyás. Szélső-érték tételek. 04. Modellanalízis 041. Kőzetmechanikai gondolati modellek. Nem lineáris rugalmas modellek. Reológiai modellek. Rugalmas-képlékeny modellek. Szemcsés halmazok Gondolati modellek ideális mechanikai tulajdonságai Rugalmas deformálódás, késlelkedő deformálódás, relaxáció, feszültségfüggetlen deformáció, ideális kúszás, viszkózus folyás. Modelltörvények. 05. Anyagvizsgálat 051. Mintatestek viselkedése terhelés hatására Reprezentáló mintatestek. Mintatestek méretei, kialakításuk, kezelésük. Mintatestek terhelései (súlyterhelések, állandó feszültségsebességű-, állandó deformáció-sebességű terhelések, tartós terhelések). Rugalmas határ, arányossági határ, rideg szilárdság. Nyomóvizsgálatok, húzóvizsgálatok, nyíróvizsgálatok. Triaxiális kísérletek. Dinamikus igénybevételek Mintatestek feszültségi állapota. Homogén feszültségeloszlás. Rugalmas feszültségeloszlás. Véglaphatások. Kerületi feltételek és kényszerhatások. A feszültségi állapot ábrázolása. A deformáltsági állapot ábrázolása Határfeszültségek, határállapotok. Mohr-féle határállapot-elmélet. Lineáris-, parabolikus- és hiperbolikus határgörbék. Határállapoti paraméterek (kohézió, belső súrlódási szög, Brinke-szám, redukált Brinke-szám). Határállapotok jellemzése tenzorokkal. Gömbtenzor-független, gömbtenzor-függő határállapotok Képlékeny jelenségek Folyási jelenségek mintatestek terheléseinél. Folyási küszöb. Áttérés a nyírási küszöbről az egytengelyű nyomás folyási küszöbére. Tönkremeneteli jelenségek általánosítása. A tönkremeneteli határgörbék általános alakja. 47

8 Somosvári Zsolt 055. Terhelési kísérletek értékelése. Rugalmas-, reológiai- és plasztikus jellemzők, valamint szilárdságok meghatározása. Inhomogenitások, anizotrópia figyelembe vétele. Modellek kiválasztása a kísérletek értékeléséből Az anyagvizsgálat berendezései és műszerei Terhelős-berendezések. Terhelések és deformációk szabályozása, és tartósítása. Deformációmérő műszerek. Tönkremenetel észlelő műszerek. Kiegészítő felszerelések. Különleges észlelő berendezések. 06. Primér feszültségi állapot 061. A primér állapot jellemzői Szabályos gravitációs feszültségmező. Geológiai hatások figyelembevétele. A geológiai alakzatokból, történetből és a tönkremenetelből folyó következtetések. Domborzati hatások. A rétegzettség (szabályos anizotrópia) figyelembevétele. Mélységi zónák, primér és szekunder határmélységek. Látens plasztikus állapot. 07. Szekunder feszültségi állapot 071. Üregnvitások mechanikája. A jelenség leírása, általános mechanikai jellemzése. Alakváltozási feszültségek elmélete. Kerületi feltételek. Egyszerűsítési lehetőségek. Közelítő elvi megoldások Függőleges körszerlvényű nyitás (akna). A tengely szimmetria és a síkbeli alakváltozás figyelembevétele. Szekunder feszültségmező. A nyitás miatti feszültségmódosulás jellemzése. Vájvéghatás. (A tárgyalás elemi mechanikai analízissel.) 073. Szintes körszimmetrikus nyitás (vágat). Feszültségmező meghatározás a szuperpozíció elvének felhasználásával, monoton és gravitációs primér feszültségeloszlásnál, körszimmetria esetén. Feszültségintegrálok tételei síkban. Áthárított feszültségek. Feszültségcsökkenés az üreg fölötti kőzetoszlopban. Nyírófeszültségeloszlás Szintes körszelvényű nyitás általános primér mezőben. Feszültségmezömeghatározás komponensmezőkre való bontással, feszültségfiiggvénnyel. Feszültségáthárítás. Húzófeszültségi zónák. A feszültségmódosulás értékelése Lejtős körszelvényű nyitás általános primér mezőben (lejtaknák). Feszültségmező meghatározás kettős feszültségfiiggvénnyel. Tengelyirányú hatások részletezése Ellipszis-szelvényű nyitás. A szélesség-magasság arány hatása. Az alaki tényezőből levonható általános tendenciák. Legkedvezőbb szelvényalakok Szögletes szelvényű nyitások. Feszültségmező meghatározás Muszhelisvili módszerrel. A szélesség-magasság arány, s a szelvénypozíció függvényében jelentkező tendenciák. Feszültség izobárok, főfeszültségi trajektoriák Mozgások és deformálódás nyitások környezetében. A mozgásmező meghatározása a feszültségmezőből. Jellegzetes mozgások számítása. Szelvények deformálódása. Számítások pontossága, ellenőrzése. Mozgás és deformációmérések. A mérési eredmények értékelése; következtetése Üregnvitások feszültségmódosulásának általánosítása. Különböző szelvényű és különböző térbeli helyzetű üregek körüli feszültségállapot reológiai modell- 48

9 A közetmechanika-geomechanika oktatása és kutatása a Bányászati és Geotechnikai Intézeti Tanszéken környezetben. Időfüggvényes feszültség- és mozgásmezők. Képlékeny zónák feszültségeloszlása üregek környezetében. 08. Tercier feszültségi állapot (Biztosító szerkezet) 081. Korai közetnvomás elméletek. Heim, Kommerei, Protodjakonov, Grigercsik, Engesser, Esztó, Terzaghi elméletek és kritikájuk Biztosító szerkezetek mechanikai hatása. Közetnyomás-szerkezeti reakció. Feszültségeloszlás egyenletesen megoszló szerkezeti reakcióknál (belső folyadéknyomás). Injektálási hatások. Deformációs kényszerek, érintkezési problémák. Kőzetkömyezet-biztosítószerkezetek együttdolgozása. Biztosítószerkezetek jellemző mechanikai tulajdonságai: aktivitás-passzivitás, merevség-engedékenység, csuklósság, lokalitás, felületi megoszlás, zárt- és nyitott szerkezetek Zárt biztosítószerkezetek, mint mozgáskorlátok Rugalmas falazati gyűrűs és kőzetkömyezet: együttdolgozás, feszültségeloszlás, deformációk, teherviselési arányok, teherviselési arányok szabályozási lehetőségei. Rugalmas változó vastagságú falazati gyürü a kőzetkömyezet együttdolgozása és az együttdolgozás szabályozása. Különböző mechanikai tulajdonságú gyürűalakú zónák együttdolgozása, az együttdolgozás befolyásolásának lehetőségei. Engedékeny, zárt biztosító keretek (TH gyűrűk) mechanikai viselkedése. Terhelés-szabályozás, kőzetreakciók. Csuklós folyamatos biztosító láncok mechanikai elemzése. Terhelés szabályozás, kőzetreakciók Nyitott biztosítószerkezetek, mint mozgáskorlátok Lineáris támaszelemek (tárnok). Mechanikai viselkedésük, hatásuk a kőzetkömyezetre (feszültségmódosítás, mozgáskorlátozás). Látszólagos és valódi konvergencia. Támbehatolás jelensége és mechanikai feltételezés. Elméleti támkarakterisztikák, próbapadi támkarakterisztikák. A karakterisztikák és a terhelési mód kapcsolata. Támcsoportok viselkedésének jellemzői próbapadon. Támcsoportok viselkedése fejtésekben. Nyitott keretek mechanikai jellemzői, deformálódás, alakmódosulás, a kőzetkömyezetre kifejtett hatásuk Biztosítószerkezetek plasztikus kőzetkömvezetben Biztosítószerkezetek terhelése statikus egyensúly esetén. Engedékeny szerkezetek terhelése és méretváltozása kinetikai egyensúlyban. B. Schwartz vizsgálati módszere. Duzzadásszámítás. Üregek élettartama. Biztosítószerkezetek élettartam tervezése Üregek tönkremeneteli jelenségei Omlási jelenségek. Korlátos- és korlátlan tönkremeneteli folyamatok. Üregek egymásrahatása. Bányarengések mechanikai okai. Üregek összenövése. 09. Egyensúlyvizsgálat 091. Közvetlen egyensúlyozás kőzetben Feszültségintegrálok. Általánosítás tetszőleges nyitott felületeken. Feszültségi integrálok üregekben áthaladó felületekben. Reális és imaginázius kőzetoszlopsúly. Az áthárítás szabályai. Gyakorlati következtetések geológiai alakzatok, sürüsödöttés ritkított zónák feszültségmódosulására Közvetlen egyensúlyozás kőzet-biztosítás rendszerben 49

10 Somosvári Zsolt Módosult közetoszlop súlyok. Feszültségi integrálok biztosított üregek esetében. A biztosítás mechanikai tulajdonságainak szerepe Közvetett egyensúlyozás A feszültség transzportáció elve, feltételei, és követelményei. Közvetett egyensúlyozás szelvénymódosítással. Közvetett egyensúlyozás sürííségmódosítással. Gyakorlati kivitelezési lehetőségek (rések, furatok, felületi anyagkivitel, túlfeszített anyagi gyűrűk.) Feszültségtranszportáció szerkezetekkel. Kőzetcsavarok (kiviteli típusok, mechanikai hatásuk, csavarkísérletek laboratóriumban, üzemi kísérletek és ellenőrzések. Csavarkísérletek értékelése, kőzetcsavarozás tervezése). Komplex egyensúlyozás. 10. Fejtések kőzetmechanikája Pont-, vonal- és sávterhelések által létrehozott feszültség- és mozgásmezők. Fejtési biztosítások és mechanikai hatásuk. Lépegető szerkezetek és a velük szemben támasztott követelmények. Fejtések környezetében kialakuló feszültségi- és mozgásmezők. A lefejtett területek reakciói, mérési lehetőségeik. A fejtési homlok jelenségei és szabályozási lehetőségei. A nyitott pászta jelenségei és ideiglenes biztosítása. A homloksebesség hatása. A nyitott pászták reakcióigényei. Fejtési kereszteződések biztosítása. Lefejtett területen visszahagyott vágatok jelenségei és biztosításuk. 11. Kőzetmechanikai mérések Az in situ mérések jellege és jelentősége. Kőzettömbök, pillérek, rétegösszletének mechanikai tulajdonságainak megállapodása (geofizikai mérési eredmények, magminták, különleges kísérletek). Fúrólyuk deformációk mérések és értékelése. Túlnyomással létrehozott deformációk mérése és értékelése. Deformáció-mérések szabaddá tett kőzettömbökön. Deformációmérések biztosítószerkezeteken és értékelésük. Vágatdeformációs mérések és feldolgozásuk. Konverengenciamérések és feldolgozásuk fejtésekben. 12. Kőzetmechanikai tény modellek Kőzetmechanikai jelenségek modellezhetősége. Modelltörvények, méretanalízis. Feszültségoptikai modellezés. Ekvivalens modellek. Reológiai modellek. Modellkísérlett eredmények transzportálhatósága. A bemutatott program ma is megállná a helyét, ha az 1970-es évek bányászati háttere még meg lenne, de sajnos nincs meg. Publikációi (Richter professzor összeállítása) 1. Statika. Bp Felsőokt. Jegyzeteli. 246 p. (Egyetemi jegyzet.) 2. A bányászati kőzetmechanika elméleti és gyakorlati kérdései. Bp Felsőokt. Jegyzeteli. 55 p. (Egyetemi jegyzet.) 3. A fótecsavarozás kőzetmechanikája. = Bányászati Kongresszus. Bp köt. 28. sz p. 50

11 A közetmechanika-geomechanika oktatása és kutatása a Bányászati és Geotechnikai Intézeti Tanszéken 4. Vorschlag zur Messung des Gebirgsdruckes "in situ" Bericht über das 1. Ländertreffen des internationalen Büros für Gebirgsmechanik. Berlin, Akademie Verl p. 5. Die Bedeutung von elastizitätstheoretischen Untersuchungen für die Gebirgsmechanik. 2. Ländertreffen des Internationalen Büros Leipzig Bericht über das 2. Ländertreffen des I. B. G. Akad. Verl. Berlin, p. 6. Die Deformation von Kreisprofilen. Breicht über das 3. Treffen der Arbeitsgruppe "Gerätetechnik für Untertagenmessungen" des I. B. G. (Glówny Insztytut Gómicztwa, Katowice 1962.) p. 7. Fragen spannungsoptischer Untersuchungen in der Gebirgsmechanik. 3. Ländertreffen des Internationalen Büros Leipzig, Bericht über das 3. Ländertreffen des I. B. G. Akad. Verl. Berlin, p. 8. A kőzetcsavarozás elméleti és laboratóriumi vizsgálata. = NME 8. Tudományos Ülésszak Hl-20. p. 9. Kőzetmechanika. = Bányászati kézikönyv. 3. köt. Bp p. 10. Über das Gleichgewicht unterirdischer Höhungen. = Conference in Soil Mechanics. Bp p. 11. Über die elastizitäts- und plastizitäts-theoretischen Untersuchungen der Gebirgsmechanik. Bericht über das 4. Ländertreffen des 1. B. G. Berlin, Akad Verl p. 12. Hozzászólás Járay Jenő: Mikrotektonika és kőzetmozgás közötti összefüggés című előadásához. Bányászati Lapok. 87. évf sz p. 13. Az idő szerepe vágathajtásoknál, rugalmas feszültségi állapot mellett. = Bányászati Lapok. 87. évf sz p. 14. Nyújtott poligonok kiegyenlítése = Bányászati Lapok 87. évf sz P- 15. Rugalmasságiam vizsgálatok a kőzetmechanikában. I. r. = Bányászati Lapok. 88. évf sz p. 16. Rugalmasságiam vizsgálatok a kőzetmechanikában. II. r. = Bányászati Lapok. 88. évf sz p. 17. Az alakváltozási feszültségek elvének általános igazolása. = Bányászati Lapok. 89. évf l.sz p. 18. Húzófeszültségi zónák vizsgálata rugalmas állapotú körszelvények környezetében. Bányászati Lapok. 12.(90). évf sz p. 19. Vágatbiztosítások terhelésmeghatározásának elméleti alapjai. = Bányászati Lapok. 12.(90.) évf sz p. 20. Biztosítás nélküli körszelvényű vágatok határmélységei. Bányászati Lapok. 14.(92.) évf sz p. 21. Grenztiefen ausbauloser Strecken mit kreisförmigem Querschnitt. = Bányamémöki és Földmérőmémöki Karok Közleményei p. 22. Iszpütania krepezsnüh konsztrukcij na uprugoszti. Bányászati Kutató Intézet Idegennyelvű Közleményei sz p. 23. Measurements off rock-pressure "in situ" in elastic rocks. Bányamérnöki és Földmérőmémöki Karok Közleményei. 21. köt p. 51

12 Somosvári Zsolt 24. Megjegyzések Ing. Juraj Sütti: Az irányvágatok kitűzési szögének meghatározása című cikkéhez. = Bányászati Lapok. 93. évf sz p. 25. Untersuchung fester Schachtausmauerung in elastischer Gesteinsumgebung. A Nehézipari Műszaki Egyetem Idegennyelvű Közleménye. 21. t köt p. 26. Wechselwirkung zwischen Gebirge im elastischen Zustande und dem Ausbau. Bergakademie. 12. évf sz p. 27. Bányászati biztosítószerkezetek méretezésének kérdései. = A Nehézipari Műszaki Egyetem Közleményei. 7. köt p. 28. A biztonsági pillérekről. I. r. Társszerző: Németh Alajos. = Bányászati Lapok. 94. évf sz p. 29. A biztonsági pillérekről. II. r. Társszerző: Németh Alajos. = Bányászati Lapok. 94. évf sz p. 30. Biztosítószerkezetek kőzetmechanikája. = Műszaki Elet Tatabányán. 3. évf sz p. 31. Rugalmasságtani vizsgálatok jelentősége a kőzetmechanikában. = Bányászati Lapok. 94. évf sz p. 32. A törési határgörbe analitikájáról. Bányászati Lapok. 95. évf sz p. 33. Über die Grenzwinkel. A Nehézipari Műszaki Egyetem Idegennyelvű Közleményei. 22. köt p. 34. A bányászat okozta talajsüllyedések méréséről. = Bányászati Lapok. 96. évf sz p. 35. A fejtési sebesség növelésének kőzetmechanikai problémái. = Bányászati Lapok. 96. évf sz p. 36. A határszögek megállapításáról. = Bányászati Kutató Intézet Közleményei. 8. évf l.sz. 4. p. 37. Körszelvények deformációi. - Műszaki Élet Tatabányán sz p. 38. Über "in-situ" - Messungen der Gebirgsmechanik in kreisförmigen Hohlraumen.= = Bergakademie. 15. évf sz p. 39. Zur Plannung von Sicherheitspfeilem. = Freiberger Forschungshefte. A p. 40. About rockbolting. = A Nehézipari Műszaki Egyetem Idegennyelvű Közleményei. 23. köt p. 41. Analytik der Bruch-Hüllkurve. = Bergakademie. 16. évf sz p. 42. A contribution to the theoretical question of the ground subsidence. = A Nehézipari Műszaki Egyetem Idegennyelvü Közleményei. 23. köt p. 43. Grundlegende Betrachtungen zum Ankerausbau. = Bergbauwissenschaf-ten. II. évf sz p. 44. Theoretische und praktische Fragen des Ankerausbaus. Freiberger Forschungshefte. A p. 45. Über die Bestimmung des in-situ-charakters des Gebirges. Felsmechanik und Ingenieurgeologie. = Rock Mechanics and Engineering Geology. I. évf sz p. 52