Подать статью
Стать рецензентом
М. А. Карасев
М. А. Карасев
профессор, д-р техн. наук
Санкт-Петербургский горный университет
профессор, д-р техн. наук
Санкт-Петербургский горный университет

Публикации

Геотехнология и инженерная геология
  • Дата отправки
    2022-05-06
  • Дата принятия
    2022-11-17
  • Дата публикации
    2023-02-27

Комплексное изучение фильтрационных свойств окомкованных песчано-глинистых руд и режимов фильтрации в штабеле кучного выщелачивания

Читать аннотацию

Представлены результаты изучения факторов, определяющих формирование и изменение фильтрационных свойств штабеля кучного выщелачивания, сформированного из окомкованных бедных песчано-глинистых руд. Выполнен анализ методов исследования фильтрационных свойств рудного материала для разных этапов функционирования участков кучного выщелачивания. Опытно-фильтрационными работами установлено влияние процесса сегрегации при отсыпке штабеля на формирование зон с сильно отличающимися параметрами проницаемости руды. Показано построение и применение численной модели фильтрационных процессов в окомкованных рудах на основе лабораторных экспериментов. С помощью моделирования просачивания растворов при различной интенсивности орошения выполнены обоснования оптимальных параметров штабеля с точки зрения его геомеханической устойчивости и предупреждения подъема уровня растворов выше дренажного слоя.

Как цитировать: Маринин М.А., Карасев М.А., Поспехов Г.Б., Поморцева А.А., Кондакова В.Н., Сушкова В.И. Комплексное изучение фильтрационных свойств окомкованных песчано-глинистых руд и режимов фильтрации в штабеле кучного выщелачивания // Записки Горного института. 2023. Т. 259. С. 30-40. DOI: 10.31897/PMI.2023.7
Геотехнология и инженерная геология
  • Дата отправки
    2021-11-17
  • Дата принятия
    2022-04-06
  • Дата публикации онлайн
    2022-10-12
  • Дата публикации
    2022-11-10

Метод прогноза напряженного состояния обделки подземных сооружений квазипрямоугольной и арочной форм

Читать аннотацию

Рассмотрен метод прогноза напряженно-деформированного состояния обделок подземных сооружений, форма поперечного сечения которых отлична от кругового очертания. Основной задачей исследования является разработка методики оценки влияния параметров формы поперечного сечения подземных сооружений на напряженное состояние обделки. Для решения поставленной задачи обоснован и развит метод расчета напряженного состояния обделки для тоннелей арочной с обратным сводом и квазипрямоугольной форм. Выполнена апробация методики, которая показала, что точность прогноза напряженного состояния обделки достаточна для выполнения практических расчетов. Предложен алгоритм проведения многовариантного анализа влияния формы поперечного сечения подземных сооружений арочной и квазипрямоугольной форм на напряженное состояние обделки. С использованием разработанного алгоритма выполнены параметрические расчеты и получены закономерности формирования напряженного состояния обделок подземных сооружений для различных инженерно-геологических условий, а также начального поля напряженного состояния. Выполнена количественная оценка влияния геометрических параметров тоннелей на их напряженно-деформированное состояние.

Как цитировать: Карасев М.А., Нгуен Т.Т. Метод прогноза напряженного состояния обделки подземных сооружений квазипрямоугольной и арочной форм // Записки Горного института. 2022. Т. 257. С. 807-821. DOI: 10.31897/PMI.2022.17
Геотехнология и инженерная геология
  • Дата отправки
    2021-07-13
  • Дата принятия
    2021-10-18
  • Дата публикации
    2021-10-29

Прогноз напряженного состояния набрызг-бетонной крепи при многократном сейсмическом воздействии

Читать аннотацию

В статье оценивается влияние повторяющихся взрывов на напряженно-деформированное состояние набрызг-бетонной крепи, которое негативно сказывается на несущей способности крепи и может привести к формированию локальных вывалов пород в местах значительной деградации прочности набрызг-бетона. Несмотря на то, что однократное сейсмическое воздействие обычно не оказывает значительного влияния на техническое состояние набрызг-бетонной крепи, многократное динамическое нагружение может привести к развитию негативных процессов и повлиять на безопасность людей. В качестве набрызг-бетонной крепи рассмотрен неармированный и дисперсно-армированный набрызг-бетон. Изучены модели деформирования горной породы и набрызг-бетонной крепи. Для описания модели деформирования породного массива принята упругопластическая модель, основанная на условии пластичности Хука – Брауна, которая достаточно точно описывает упругопластическое поведение трещиноватой среды. При выполнении прогноза напряженно-деформированного состояния набрызг-бетонной крепи принята модель пластического деформирования бетона с накоплением повреждений Concrete Damage Plasticity (CDP), которая позволяет комплексно рассмотреть процесс деформирования бетона как при условиях одноосного сжатия и растяжения, так и при незначительном боковом обжатии. На первом расчетном этапе выполнен прогноз распространения сейсмических волн в непосредственной близости от участка инициации взрывчатого вещества. На втором этапе выполнены прогнозы распространения сейсмических волн до горной выработки и напряженно-деформированного состояния крепи. На основании выполненных исследований предложена методика оценки воздействия повторяющихся взрывов на напряженно-деформированное состояние набрызг-бетонной крепи горной выработки.

Как цитировать: Карасев М.А., Сотников Р.О. Прогноз напряженного состояния набрызг-бетонной крепи при многократном сейсмическом воздействии // Записки Горного института. 2021. Т. 251. С. 626-638. DOI: 10.31897/PMI.2021.5.2
Горное дело
  • Дата отправки
    2019-07-13
  • Дата принятия
    2019-08-31
  • Дата публикации
    2019-12-25

Методика прогноза напряженно-деформированного состояния крепи вертикального ствола на участке сопряжения с горизонтальной выработкой в соляных породах

Читать аннотацию

Предложена методика и выполнен прогноз напряженно-деформированного состояния крепи вертикального ствола, расположенного в соляных породах, на участке сопряжения с горизонтальной выработкой. Рассмотрено развитие геомеханических процессов в соляном массиве в окрестности сопряжения вертикального ствола, где крепь рассматривается как двухслойная среда: внутренний слой – бетон, внешний слой – компенсационный материал. Для этого применено решение задачи механики сплошной среды в пространственной постановке с учетом длительного деформирования солей и сжимаемости компенсационного слоя. Длительное деформирование соляных пород реализовано за счет введения в численную модель вязкопластической модели деформирования солей, а для моделирования деформирования компенсационного слоя принята модель уплотняемой пены. Такой подход в явном виде учитывает все стадии деформирования материала компенсационного слоя и развития длительных деформаций соляных пород, что позволяет повысить достоверность прогноза напряженно-деформированного состояния крепи вертикального ствола.

Как цитировать: Карасев М.А., Буслова М.А., Вильнер М.А., Нгуен Т.Т. Методика прогноза напряженно-деформированного состояния крепи вертикального ствола на участке сопряжения с горизонтальной выработкой в соляных породах // Записки Горного института. 2019. Т. 240. С. 628. DOI: 10.31897/PMI.2019.6.628
Проблемы добычи рудного и нерудного сырья
  • Дата отправки
    2013-01-22
  • Дата принятия
    2013-03-24
  • Дата публикации
    2013-07-01

Характер смещений вмещающих пород в призабойной зоне незакрепленной выработки

Читать аннотацию

Получена зависимость смещения контура выработки от расстояния до забоя , позволяющая рассчитывать нагрузки на крепь с учетом отставания работ по креплению от проходческих работ. Приведены некоторые результаты расчета осевых усилий в элементах крепи. Расчеты выполнены методом конечных элементов в трехмерной постановке. 

Как цитировать: Ковалевский Е.Р., Мозер С.П., Карасев М.А., Косухин Н.И. Характер смещений вмещающих пород в призабойной зоне незакрепленной выработки // Записки Горного института. 2013. Т. 206. С. 74.
Горная геомеханика
  • Дата отправки
    2012-11-18
  • Дата принятия
    2013-01-04
  • Дата публикации
    2013-05-01

Теоретические предпосылки к созданию модели поведения грунтов, учитывающей анизотропию механических свойств

Читать аннотацию

Представлены результаты лабораторных испытаний глинистых грунтов, направленных на выявление анизотропии их деформационных свойств. Рассмотрена концепция взаимодействия между агрегатами глинистых грунтов на  микроуровне.  Предложен  подход к математическому описанию естественной и вынужденной анизотропии деформационных свойств грунтов.

Как цитировать: Карасев М.А. Теоретические предпосылки к созданию модели поведения грунтов, учитывающей анизотропию механических свойств // Записки Горного института. 2013. Т. 204. С. 226.
Горная геомеханика
  • Дата отправки
    2012-11-29
  • Дата принятия
    2013-01-07
  • Дата публикации
    2013-05-01

Обоснование геомеханической модели среды для прогноза деформаций грунтового массива в окрестности глубокого котлована

Читать аннотацию

Представлен краткий анализ причин деформирования грунтового массива в окрестности полузаглубленных сооружений. Выполнено численное моделирование строительства типового полузаглубленного сооружения под защитой ограждающей конструкции. Сделаны выводы о применимости типовых геомеханических моделей грунта для описания процессов в окрестности полузаглубленного  сооружения.

Как цитировать: Карасев М.А., Потемкин Д.А. Обоснование геомеханической модели среды для прогноза деформаций грунтового массива в окрестности глубокого котлована // Записки Горного института. 2013. Т. 204. С. 263.
Горная геомеханика
  • Дата отправки
    2012-11-16
  • Дата принятия
    2013-01-18
  • Дата публикации
    2013-05-01

Прогноз оседания земной поверхности при строительстве подземных сооружений глубокого заложения в условиях Санкт-Петербурга

Читать аннотацию

Рассмотрен подход к прогнозу оседания земной поверхности на основании численного моделирования строительства подземных сооружений. Предложена простая модель трансверсально-изотропной нелинейно-упругой среды для описания поведения плотных глин при строительстве объектов метрополитена. Выполнена оценка достоверности результатов численного моделирования.

Как цитировать: Карасев М.А. Прогноз оседания земной поверхности при строительстве подземных сооружений глубокого заложения в условиях Санкт-Петербурга // Записки Горного института. 2013. Т. 204. С. 248.
Геотехнология разработки месторождений твердых полезных ископаемых
  • Дата отправки
    2011-11-14
  • Дата принятия
    2012-01-29
  • Дата публикации
    2012-05-01

Обоснование режима работы элемента податливости обделки тоннеля на основании численного эксперимента

Читать аннотацию

Работа посвящена вопросам реализации численного эксперимента на примере элемента податливости обделки тоннеля. Разработана численная модель элемента податливости обделки тоннеля. Получены характеристики поведения податливого элемента с различными геометрическими параметрами. Представлен характер деформирования податливого элемента обделки.

Как цитировать: Карасев М.А., Беляков Н.А. Обоснование режима работы элемента податливости обделки тоннеля на основании численного эксперимента // Записки Горного института. 2012. Т. 199. С. 71.
Геотехнология разработки месторождений твердых полезных ископаемых
  • Дата отправки
    2011-11-07
  • Дата принятия
    2012-01-11
  • Дата публикации
    2012-05-01

Прогноз осадки земной поверхности, вызванной строительством подземной скоростной железной дороги на участке Sants – La Sagrera (Барселона)

Читать аннотацию

Приведена методика численного моделирования строительства тоннеля в условиях плотной городской застройки. Рассмотрены вопросы определения параметров геомеханической модели материалов для слабых грунтов. Выполнено численное моделирование строительства тоннеля в объемной постановке. Определены характер и величины осадки земной поверхности в зависимости от пригруза, создаваемого щитовым комплексом, и начального напряженного состояния. Выполнено сравнение результатов чиcленного моделирования и геотехнического  мониторинга.

Как цитировать: Карасев М.А. Прогноз осадки земной поверхности, вызванной строительством подземной скоростной железной дороги на участке Sants – La Sagrera (Барселона) // Записки Горного института. 2012. Т. 199. С. 64.
Инновационные направления в проектировании горно-добывающих предприятий
  • Дата отправки
    2011-10-01
  • Дата принятия
    2011-12-02
  • Дата публикации
    2012-04-01

Механическое взаимодействие между частицами грунта на микроструктурном уровне

Читать аннотацию

Рассмотрен подход определения жесткости контакта между частицами грунта. Выполнен анализ двух моделей взаимодействия частиц грунта между собой: модели частиц с гладкой поверхностью и модели частиц с шероховатой поверхностью. Представлены зависимости жесткости контакта двух частиц от размера нормальной силы и шероховатости поверхности.

Как цитировать: Карасев М.А. Механическое взаимодействие между частицами грунта на микроструктурном уровне // Записки Горного института. 2012. Т. 198. С. 202.
Проблемы добычи рудного и нерудного сырья
  • Дата отправки
    2011-07-06
  • Дата принятия
    2011-09-24
  • Дата публикации
    2012-01-01

Проектирование конструкций пилонной станции метрополитена с малоосадочной технологией строительства

Читать аннотацию

Приведена интеллектуальная технология проектирования конструкции пилонной станции метрополитена, сооружаемой по малоосадочной технологии, в которой учитываются основные этапы ввода элементов конструкций в работу. В качестве исходной принята схема взаимодействия системы «обделка – грунтовый массив». Расчет напряженного состояния конструкций выполнен методом конечных элементов.

Как цитировать: Протосеня А.Г., Деменков П.А., Карасев М.А., Беляков Н.А., Безродный К.П., Маслак В.А. Проектирование конструкций пилонной станции метрополитена с малоосадочной технологией строительства // Записки Горного института. 2012. Т. 195. С. 124.
Проблемы добычи рудного и нерудного сырья
  • Дата отправки
    2011-07-26
  • Дата принятия
    2011-09-12
  • Дата публикации
    2012-01-01

Оценка закономерностей распределения напряжений при проектировании тюбинговых обделок перегонных тоннелей

Читать аннотацию

Выполнено сопоставление результатов расчетов тангенциальных напряжений на внутреннем контуре тюбинговой обделки и радиальных напряжений на внешнем контуре, найденных на основе решения задачи взаимодействия «обделка – грунтовый массив» в пространственной и плоской (однослойное и двухслойное кольцо) постановках. Выявлена область корректного применения плоских  моделей.

Как цитировать: Протосеня А.Г., Трушко В.Л., Карасев М.А., Сидоров Д.В. Оценка закономерностей распределения напряжений при проектировании тюбинговых обделок перегонных тоннелей // Записки Горного института. 2012. Т. 195. С. 129.
Геомеханика
  • Дата отправки
    2010-08-18
  • Дата принятия
    2010-10-22
  • Дата публикации
    2011-02-01

Анализ причин деформации земной поверхности и характер формирования мульды оседания, вызванной строительством транспортных тоннелей

Читать аннотацию

Приведен анализ причин, вызывающих деформацию породы вокруг тоннеля и смещения его контура при использовании щитовых проходческих комплексов. Описан характер формирования мульды оседания земной поверхности в продольном и поперечном направлении, форма мульды оседания в пространственной системе координат. Рассмотрены полуэмпирические методы определения осадки земной поверхности, горизонтальных смещений и деформаций породы на поверхности земли. Приведены данные о потерях объема грунта, полученные по натурным наблюдениям.

Как цитировать: Карасев М.А. Анализ причин деформации земной поверхности и характер формирования мульды оседания, вызванной строительством транспортных тоннелей // Записки Горного института. 2011. Т. 190. С. 163.
Геомеханика
  • Дата отправки
    2010-08-24
  • Дата принятия
    2010-10-17
  • Дата публикации
    2011-02-01

Геомеханическая оценка поэтапного строительства пилонной станции метрополитена глубокого заложения

Читать аннотацию

Выполнено численное моделирование напряженно-деформированного состояния пилонной станции с чугунной обделкой метрополитена глубокого заложения. Сложная геометрия станции и последовательная проходка тоннелей с поэтапной разработкой на полное сечение потребовали применить трехмерное моделирование с учетом технологии возведения станции.

Как цитировать: Деменков П.А., Карасев М.А., Потемкин Д.А. Геомеханическая оценка поэтапного строительства пилонной станции метрополитена глубокого заложения // Записки Горного института. 2011. Т. 190. С. 220.
Проблемы геомеханики техногенного массива горных пород
  • Дата отправки
    2009-07-16
  • Дата принятия
    2009-09-28
  • Дата публикации
    2010-01-01

Эффективное применение численных методов анализа для решения задач геомеханики

Читать аннотацию

Приведены подходы к решению задач геомеханики больших размерностей, высоконелинейных задач с возможностью развития больших пластических деформаций, задач контактного взаимодействия массива самого с собой, опыт применения высокопроизводительных вычислительных систем.

Как цитировать: Карасев М.А. Эффективное применение численных методов анализа для решения задач геомеханики // Записки Горного института. 2010. Т. 185. С. 161-165.
Геомеханика
  • Дата отправки
    2006-10-26
  • Дата принятия
    2006-12-23
  • Дата публикации
    2007-04-01

Проблемы прогноза нагрузок на обделки и устойчивость эксплуатируемых тоннелей

Читать аннотацию

Приведены закономерности натурных инструментальных наблюдений за вертикальными смещениями перегонных тоннелей по трассе Петербургского метрополитена. Выполнены новые пространственные постановки и решения контактных геомеханических задач о взаимодействии обделок с грунтовым массивом в условиях геостатического давления и при переменных вертикальных подъемах и опусканиях участков тоннелей. Проведено сопоставление расчетных растягивающих тангенциальных напряжений в обделках и закономерностей формирования зон трещинообразования в них.

Как цитировать: Протосеня А.Г., Карасев М.А., Козин Е.Г. Проблемы прогноза нагрузок на обделки и устойчивость эксплуатируемых тоннелей // Записки Горного института. 2007. Т. 172. С. 5-13.
Геомеханика
  • Дата отправки
    2006-10-14
  • Дата принятия
    2006-12-27
  • Дата публикации
    2007-04-01

Подземное захоронение радиоактивных отходов в глинистых формациях

Читать аннотацию

Приведена классификация радиоактивных отходов по степени их активности. Указаны основные требования к участку строительства хранилища или могильника радиоактивных отходов. Кратко рассмотрены возможные конструктивные решения подземных хранилищ и приведено подробное описание спиралевидной конструкции хранилища РАО. Приведена оценка влияния температуры и радиации на физико-механические свойства бетона и глины. Получен характер распределения температурных полей вокруг подземного хранилища РАО во времени. Произведена оценка напряженно-деформи­рованного состояния крепи и найдены нагрузки на крепь при совместном действии температуры и горного давления с учетом изменения физико-механических свойств бетона и глины.

Как цитировать: Протосеня А.Г., Карасев М.А. Подземное захоронение радиоактивных отходов в глинистых формациях // Записки Горного института. 2007. Т. 172. С. 57-65.
Освоение подземного пространства
  • Дата отправки
    2003-06-19
  • Дата принятия
    2003-07-29
  • Дата публикации
    2004-01-01

Влияние температуры на напряженно-деформированное состояние системы «крепь – массив»

Читать аннотацию

Выполнена постановка задачи о распределении температурных напряжений вокруг подземных хранилищ радиоактивных отходов. В качестве геологических формаций приняты синие глины, залегающие в Северо-Западном регионе России. Задача решена методом конечных элементов. Выявлено влияние фактора температуры на напряженно-деформированное состояние системы «крепь – массив». Установлен характер подъема поверхности от температуры в камере. Отмечено появление ярко выраженных растянутых зон в массиве, обусловленное температурными напряжениями. Проведен анализ характера распределения напряжений s x и s y в массиве и обделке тоннеля.

Как цитировать: Карасев М.А. Влияние температуры на напряженно-деформированное состояние системы «крепь – массив» // Записки Горного института. 2004. Т. № 1 159. С. 80-82.
Современные проблемы геомеханики и геотехнологии
  • Дата отправки
    2003-06-30
  • Дата принятия
    2003-07-10
  • Дата публикации
    2004-01-01

Напряженно-деформированное состояние системы крепь-массив вокруг камер РАО

Читать аннотацию

Рассматривается распределение температурных напряжений и напряжений от горного давления с учетом фактора температуры вокруг подземных хранилищ радиоактивных отходов (РАО) в подземном пространстве. В качестве геологических формаций приняты синие глины, залегающие в Северо-Западном регионе России. Задача решена методом конечных элементов. Выявлено влияние фактора температуры на напряженно-деформированное состояние (НДС) системы крепь-массив. Установлен подъем поверхности от температуры в камерах РАО. Сделан анализ влияния камер РАО друг на друга. Найдены закономерности распределения горизонтальных и вертикальных напряжений по оси камер.

Как цитировать: Карасев М.А. Напряженно-деформированное состояние системы крепь-массив вокруг камер РАО // Записки Горного института. 2004. Т. 156. С. 60-62.