автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Оценка воздействия криогенного выветривания на морозостойкость и физико-механические свойства скальных пород



„Ск

^ На правах рукописи

'С5

ЯДРИЩЕНСКИЙ Георгий Евгеньевич

ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ КРИОГЕННОГО ВЫВЕТРИВАНИЯ НА МОРОЗОСТОЙКОСТЬ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СКАЛЬНЫХ ПОРОД

(На примере Удоканского месторождения меди)

Специальность: 05.15.11. «Физические процессы горного производства»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Чита 1997

Работа выполнена в Читинском отделе Института мерзлотоведения СО РАН и Читинском институте природных ресурсов СО РАН.

Научные руководители:

доктор техн. наук, профессор, чл.-корр. АТН РФ А. В. Рашкин канд. геол.-мин. наук, старший научный сотрудник Д. М. Шестернев

Официальные оппоненты

доктор техн. наук, профессор, действ, член ЛГИ РФ Г. 13. Секисов кандидат технических паук, доцент Ю. Д. Нечаев

Ведущее предприятие:

Забайкальский комплексный научно-исследовательский институт Министерства природных ресурсов РФ

Защита диссертации состоится И) июня 1997 г. в 10.00 на заседании специализированного совета К 004.80.01. лрп Читинском госуярстясилпм техническом университете (г. Чита, ул. Горького, 28, корпус ГУО, ауд. 9).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Читинского государственного технического университета. Ваши отзывы и замечания в 2-х экземплярах, заверенные печатью, просим направлять но адресу: 672039, Чита, ул. Ллекзаводская, 30, Чит. ГТУ, ученому секретарю специализированного совета.

Автореферат разослан «,_» мая 1997 г.

Ученый секретарь специализированного цокт. геол.-мин. наук

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. С XIX века и по настоящее время Забайкалье — один из крупных районов интенсивного освоения территории России. За этот период накопился большой опыт строительства и эксплуатации различного рода инженерных объектов, главными из которых были и остаются горнодобывающие и горно-перерабатывающне. По мере развития масштабов добычи и переработки полезных ископаемых увеличивались площади освоения, становилась сложнее инфраструктура горно-промышленных комплексов. Это требовало постоянного совершенствования инженерно-геологических и геокриологических работ, направленных на обеспечение устойчивой эксплуатации и безаварийной работы шахт, карьеров, транспортных и гражданских сооружений. Перспективы освоения уникальных месторождений Забайкальского Севера — Удо-канского (медь), Катугипского и Чинейского (редкие металлы), Апсатского (коксующиеся угли) и других — предопределяют необходимость своевременного развития данного направления исследований. В первую очередь это связано с надежностью и достоверностью получения соответствующей информации по морозостойкости, скорости разрушения и физнко-меха-ннческим свойствам скальных пород крнолитозоны.

В существующих традиционных методиках не предусмотрены работы по изучению изменений свойств горных пород в предельно жестких геокриологических условиях, при которых разрушение горных пород протекает под воздействием температурных напряжений, характерных для теплового удара с последующим криогенным выветриванием в аквальиых условиях. Наряду с этим, обращая внимание на качество определений морозостойкости и фнзпко-мехаиических свойств горных пород на момент проектирования, строительства и эксплуатации объектов горной промышленности, производственные и проектные организации часто недооценивают- необходимость

прогноза их изменения при воздействии криогенного выветривания.

Таким образом, научно-практическая задача оценки воздействия криогенного выветривания па морозостойкость, скорость разрушения и физико-механические свойства Скальных пород имеет важное научное и прикладное значение.

Работа выполнена в соответствии с программами СО РАН «Сибирь», «Медные руды Удокапа» и госбюджетной темы «Исследование современного и верхнеплейстоценового крио-лптогенеза, криогенных процессов и явлений».

Идея работы заключается в том, что изменения морозостойкости и физико-механических свойств скальных горных пород различной криогенной предразрушенности под воздействием криогенного выветривания, необходимо учитывать г процессах горного производства, а также при проектировании и эксплуатации горно-технических объектов.

Цель работы — оценить воздействие криогенного выветри вания па морозостойкость, скорость разрушения и фпзнко-ме ханические свойства скальных горных пород различной степе пи криогенной предразрушенности.

■ Для решения поставленной цели необходимо было решит! следующие основные задачи:

1. На основе анализа существующих методик, в соответст впи с поставленной целью, разработать методику изучени воздействия криогенного выветривания на морозостонкосп скорость разрушения п физико-механические свойства скал1 пых горных пород.

2. Экспериментально исследовать воздействие крпогепног выветривания па разрушение скальных пород в натуральны н лабораторных условиях.

3. Выполнить комплексные исследования влияния криоге] иого выветривания на морозостойкость и физико-мехапическ! свойства скальных пород.

4. Разработать методику оценки и прогноза воздейспл криогенного выветривания на морозостойкость, скорость ра рушения и физико-механические свойства скальных горпь пород криолитозоны.

5. Показать, что полученные результаты исследований не воляют совершенствовать методические схемы оценки устс чпвостн бортов карьеров и технологии взрывной отбойки р}

Методика исследований. Реализация поставленной цели I вытекающих пз нее задач осуществлялась с использованием .омплекса методов, включающих: патентный попек, анализ нггературных и фондовых источников, изучение современного остоянпя проблемы, натурных и лабораторных экспернмен-альных исследовании воздействия криогенного выветривания а морозостойкость, скорость разрушения и физико-механнче-кне свойства скальных горных пород.

Для проведения экспериментальных исследований, при непосредственном участии автора, в лаборатории инженерной риогеодинамикн Читинского отдела Института мерзлотоведе-ия им. П. И. Мельникова СО РАН была разработана комп-ексная методика, структура которой состоит из четырех бло-ов:

1. Отбор и подготовка образцов и проб скальных пород для ксперпментальпых исследований г. натурных и лабораторных словнях.

2. Стационарные (натурные) исследования влияния крпо-мшого выветривания на морозостойкость пород различного ".чюзиса, состава, строения и свойств.

3. Моделирование условий криогенного выветривания с уче-)м «сибирских-» амплитуд температур и количества циклов терзания и оттаивания (1.130), исследование их влияния па изико-механичеекпе свойства скальных пород в лаборатор-лх условиях.

4. Анализ результатов экспериментальных исследований, юдификацпя существующих и поисх новых эмпирических за-юшостей для оценки и прогноза влияния криогенного выбривания па физнко-мехапичеекпе свойства скальных пород.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. Методика комплексных исследований криогенного вы-'трпваппя для оценки его воздействия па морозостойкость, ;оросль разрушения и фпзнко-мехаппчеекпе свойства скаль-лх горных пород.

2. Закономерности изменения фнзнко-механпчеекпх свойств, трозостойкосгп и скорости разрушения скальных горных по-;д различной предразрушенпости в зависимости от условий шогенного выветривания н количества циклов замерзания оттаивания.

3. Методика оценки п прогноза воздействия криогенного шетриванпя па фнзико-мехаппчеекпе свойства, морозостой-1сть и скорость разрушения скальных горных пород.

Достоверность научных положений и выводов натурных и лабораторных экспериментальных исследовании проверена методом вычисления относительных ошибок, которые не превышали 15 проц., подтверждаются удовлетворительной сходимостью между экспериментальными данными, оценкой и прогнозом воздействия криогенного выветривания на скальные горные породы — коэффициенты корреляции изменялись в интервале от 0,65 до 0,95 при доверительной вероятности 0,9 — не менее 0,85.

Научная новизна работы заключается в:

— разработке и обосновании методики комплексных исследований влияния условий криогенного выветривания на морозостойкость, скорость разрушения и физико-механические свойства скальных пород;

— установлении закономерностей и количественной оценке воздействия условий криогенного выветривания на изменение базовых физических (плотности, влажности и пористости), прочностных (предел прочности на одноосное сжатие), упругих (скорость прохождения продольных ультразвуковых воли) и деформационных (коэффициент Пуассона) свойств скальных горных пород;

— количественно-качественной оценке влияния хпмнко-минералогического и петрографического составов, структурно-текстурных особенностей, криогенной предразрушенности, генезиса и возраста пород па морозостойкость, скорость разрушения в различных условиях криогенного выветривания;

— разработке методики оценки и прогноза изменений морозостойкости, скорости разрушения и физико-механнчески> свойств скальных пород с учетом условий криогенного выветривания.

Личный вклад соискателя заключается в:

— разработке методики и проведении экспериментальных стационарных (натурных) исследований криогенного выветривания скальных пород;

— разработке методики проведения лабораторных экспериментальных исследований влияния криогенного выветривать па морозостойкость, скорость разрушения и физико-механиче-скпе свойства скальных горных пород;

— проведении экспериментальных исследований, обработке. полученных результатов и их анализа;

— разработке и обосновании способов взрывной отбойкг породы на основе механизма криогенного -разрушения скаль

пых пород, расчетном определении площадей обломков скальных пород и уточнении углов наклона бортов карьеров с учетом воздействия на скальные породы криогенного выветривания.

Практическое значение работы состоит в том, чго:

— разработана методика комплексных исследований и прогноза влияния условий криогенного выветривания па морозостойкость, скорость разрушения и фнзнко-механичеекпе свойства скальных горных пород;

— на основе результатов исследовании воздействия криогенного выветривания на физико-механические свойства, морозостойкость и скорость разрушения скальных горных пород показана необходимость совершенствования методик расчета углов наклона карьеров в крнолптозоне;

— предложен способ взрывной отбойки руд (Л. С. 1839056) с использованием гидроразрыва скальных пород в комплексе с криогенным воздействием, позволяющий уменьшить удельный расход взрывчатых веществ в 1,5—2,0 раза;

— предложен способ расчета площадей обломков скальных пород (A.C. 1651084) для оценки скорости их разрушения в результате воздействия криогенного выветривания;

— разработана методика оценки и прогноза воздействия криогенного выветривания па морозостойкость, скорость разрушения и физико-механнчеекпе свойства скальных пород различного генезиса, состава, строения и свойств с учетом глубины залегания в крнолнтозоне.

Реализация работы. Результаты исследовании использовались при:

— проектировании эффективной и безопасной разработки месторождений Кодаро-Удоканской рудной провинции, повышения качества строительства и эксплуатации инженерных сетей и транспортных коммуникаций Удоканского ГОКа в зонах повышенной активности криогенного выветривания;

— разработке рекомендаций но безопасному ведению горных рабог па удароопаспы.х участках Дарасуиского месторождения и экологотеографпческой оценке территории к ТЭО Шплкнпской ГЭС и создании «.Методики опенки ущерба от воздействия опасных сейсмических и геокриологических процессов па здания н сооружения Удоканского ГОКа-*. Отдельные положения результатов исследований криогенного выветривания горных пород используются при чтении лекний на

географическом факультете Забайкальского государственного педагогического университета.

Практическая реализация полученных результатов подтверждена актом о долевом участии внедрения научно-исследовательских работ в производство.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на расширенном Совете но геокриологии Земли ЛИ СССР (г. Москва, 1989 г.), па 9-м и 11-м Всесоюзных семинарах по измерению напряжении в массиве горных пород в Институте горного дела СО ЛИ СССР (г. Новосибирск, 1984, 1990), на международной конференции «Геокриология и природные ресурсы бассейна Верхнего Амура: проблемы изучения и освоения» (г. Чита, 1990), на 1-й и 2-й паучпо-практи-ческнх конференциях «Инженерпотеокрпологпческпе проблемы Забайкалья» (г. Чита, 1987, 1990), на совместных семинарах лаборатории «Гсомехаппки» Читинского института природных ресурсов СО РАМ и «Инженерной криогеодппампкп» Института мерзлотоведения СО РАН (г. Чита, 1990—1993 гг.), на совместном заседании лаборатории «Инженерной криогеодппампкп» Института мерзлотоведения СО РАН и секции Инженерной геокриологии и экологии Читинской областной федерации НТО строителей (г. Чита, 1996), на семинаре кафедры Разработки месторождении полезных ископаемых Читинского государственного технического университета (г. Чита, 1997).

Публикации. Основные результаты и положения по теме диссертации опубликованы в 17 работах, включая одну монографию н два авторских свидетельства на изобретения.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из Введения, 5-ти глав, Заключения, списка литературы из___наименований н содержит _____листов машинописного текста,__рисунков и____приложений, подтверждающих внедрение результатов диссертационной работы.

Основное содержание работы.

Во Введении обоснована научная п практическая значимость работы, сформулированы цель и основные задачи исследований.

В первой главе охарактеризованы основные проблемы строительства и эксплуатации объектов горной промышленности в крнолнтозоне Забайкалья, рассмотрены основные природные н техногенные факторы, определяющие развитие криогенного выветривания горных пород, дай анализ изученности проблемы и существующих методик исследований.

Bo второй главе предложена методика комплексных исследований криогенного выветривания пород, в структуру которой входят четыре блока исследовании и рассмотрена инженерно-геологическая характеристика изучаемых пород.

В третьей главе выполнен анализ влиянии механизмов криогенного выветривания горных пород в сезонной и многолетней крнолитозоне, показаны динамика и закономерности изменений физико-механических свойств скальных пород при криогенном выветривании и предложены эмпирические зависимости для оценки этих изменений.

В четвертой главе приведены результаты изучения морозостойкости скальных пород в различных условиях криогенного выветривания, проанализированы динамика и закономерности изменения морозостойкости скальных пород с учетом иредразрушенпостн и зависимости от количества циклов замерзания и оттаивания, предложена методика оценки изменении морозостойкости скальных горных пород крполптозопы.

В пятой главе рассматривается методика прогноза изменений фпзпко-мехаппчеекпх свойств в ходе криогенного выветривания горных пород сезонной криолигозоны, показано ее применение па примере территории Удокапского месторождения меди. Приводшсн расчет экономической эффективности от внедрения полученных разработок, показана возможность применения полученных результатов для повышения эффективности взрывной отбойки руд и расчета углов наклона бортов карьеров в крнолитозоне пли в пределах территорий с глубоким сезонным промерзанием пород.

Заключении приведены основные выводы по дпееерк!-циоппон работе.

Работа выполнена в лаборатории инженерной криогеодн-памнкп Читинского отдела Института мерзлотоведения СО РАМ, отдельные се положения разрабатывались в лаборатории гсомеханнки Читинского института природных ресурсов СО РАН при творческом сотрудничестве с горным факультетом Читинского государственного технического университета и лабораторией ПНИИЛ горного факультета Санкт-Петербургского государственного университета (Горного инстпгу-та).

Краткие сведения по изучаемому вопросу. Проблемы исследований криогенного выветривания горных пород различного состава, строения п свойств на фундаментальном уровне pjccMoipenu 111. 111. Гасановым, Э. Д. Вршовым, Г. С. Золотаревым, В. К. Кошпцевым, 10. Г. Симоновым, В. Л. Сухо-

дровскпм, В. О. Таргульяном, Д. М. Шестсрповым, 10. В. Шумиловым, работы которых являются углублением и расширением теоретических представлении о физическом и физико-химическом выветривании; Б. В. Дерягнпа, Б. II. Достовало-иа, Л. В. Минервипа, Е. М. Сергеева, П. А. Ребпндера, П. Ф. Швецова и других, применительно к породам крполнтозоны.

Изучению влипня криогенного выветривания па изменения фпзнко-мехаппчеекпх свойств скальных пород посвящено боль пюс количество работ. Связано это с обеспеченней устойчивой эксплуатации и безаварийной работы объектов горной промышленности. В этом плане следует отметить работы В. А. Войлошникова, О. К. Вороикова, А. П. Горбунова, М. И. Иве-роновон, А. А. Каган, С. В. Кагермазовой, И. Ф. Кривоного-вой, В. К- Лапердина, Ф. И. Лещпкова, В. Д. Ломтадзе, П. В. Овсянникова, Ю. Б. Тржцпнского, Л. Ф. Ушаковой, Н. А. Шило, W. D. Bliimel, Н. Hagedorn, I. А. Matlhcuy, R. А. Shakesby и др. В них рассмотрены общие закономерности изменений физико-механических свойств пород различного состава и структурно-текстурных особенностей в ходе криогенного выверивания, показаны результаты влияния количества циклов замерзания и оттаивания на их морозостойкость, предложены аналитические зависимости для оценки этих изменении. В одной из работ П. В. Овсянникова показано влияние первоначального состояния па дезинтеграцию скальных пород при циклическом замораживании и оттаивании. Однако дальнейшего развития эти работы не нашли. Кроме того, практически все результаты исследований были получены в узком диапазоне изменений условий криогенного выветривания (воздушно-сухом п водонасыщепном состояниях). Исследование криогенного выветривания в аквальных условиях впервые было выполнено В. Л. Суходровскпм, решавшим геоморфологические проблемы крполнтозоны. Результаты этих работ показали па решающее значение условий криогенного выветривания в разрушении горных пород. Однако работ, посвященных исследованию нзмепеппй фнзико-механических свойств в различных условиях криогенного выветривания практически нет. Необходимость проведения таких работ следует из того, что прпродно-технологические объекты работают в экстремальных условиях криогенного выветривания (субаквальпых, аквальных, с элементами теплового удара и т. п.) и могут выйти из строя, поскольку запроектированы и построены с использованием результатов определений физико-мехаинческнх свойств порол традиционными методами.

Анализ изученности влияния криогенного выветривания на троение и свойства горных пород показал, что существующие [етоднкп исследований можно свести в две группы: а) изучено скорости криогенного выветривания; б) определение мо-озостойкостн пород под воздействием циклов замерзания и ттапванпя. Каждая из этих групп опирается па натурные или абораторные методы исследований и не рассматривает проб-ему в комплексе.

.Методики исследований первой группы разрабатывались I. А. Клюкппым, Н. В. Коломенским, В. К. Лаперднпым, Г. С. ¡олотаревым, М. И. Ивероновой, В. Л. Суходровским, Е. А. 'олстых, Ю. Б. Тржципскпм и другими. Но ни в одной из них е было предусмотрено изучение влияния условий крпогенпо-о выветривания и динамики теплового режима по разрезу рнолптозопы па морозостойкость, разрушение п физпко-меха-пческие свойства скальных пород.

Созданию методик второй группы уделялось большое вни-1аипе О. К. Воронковым, Л. Ф. Ушаковой, Т. В. Ростомян и ругнми. В их основу была заложена эксперпмепталыго-тео-'егнческая зависимость Ф. А1. Ляховицкого между скоростью аспрострапеппя упругих ультразвуковых волн и прочностпы-ш характеристиками скальных горных пород. Это позволило велнчпть комплексность и информативность выполняемых абот при существенном сокращении объемов эксперименталь-ых исследований. Однако в методиках этих авторов не пре-усматрнвалось изучение влияния более жестких условий рногеппого выветривания, характерных для эксплуатации рнродпо-технологпчсских объектов — отвалов, карьеров, ос-ований промышленных сооружений п др.

Объектами исследований диссертационной работы являясь широко развитые па территории Удокаиского месторож-еппя меди осадочио-,метаморфические и магматические гор-ые породы сезонной п многолетней крполнтозопы, в преде-ах которой они постоянно испытывают воздействие разлнч-ых механизмов криогенного выветривания. С учетом этого, крполптозоне выделяются четыре зоны криогенного вывет-иваппя. В зоне экзокрногнпсргенеза (слой пород с годовыми олебапиями температур) выделены подзоны, формирование оторых связано с динамикой суточных н сезонных колебаний емнератур. Другие зоны по интенсивности процессов крно-енного выветривания не дифференцировались. Принимая во ннманне эту зональность и геокриологические условия Удо-

капского месторождения меди были оборудованы стационарные площадки и произведен отбор образцов и проб скальных пород (рис. 1).

'/////.' ''tr,'/----.--- .V ^-сгь^Х/ ' / -

J'nc. I. Схематическая геокрполопг веская карта Удоканского месторол; депня меди (Шсетсрпсв, Ядрищен-скин, 11)911).

1—долшпл poi;; 2 — границы геокриологических районов; 3 — талико-вые аопы; 4—10 — мощность (.м) н температура (Т.) M.MI1; А — 50—100 5 -- I(10-300 (t = -l - -3); (5 — 100— 300; 7 — 300—500 (t = -3--5); 8 — 300-500; 9 — 500—800 (t = -5--8): 10->800 (t = -8 - -10); 11-расположение стационарных площадок для научения криогенного выиетрн-иання скальных пород.

Структура методики комплексных исследовании криогенного выветривания скальных пород предусматривала: 1) фотографирование, макроскопическое изучение структур, текстур и петрографического состава образцов правильной геометрической формы (куб, цилиндр), определение плотности, влажности водопоглощения и водоиасыщсннн, скорости распространения продольных ультразвуковых волн. Образны пород из каждой точки опробования, отличающиеся па 10—25 проц., по указанным выше свойствам, объединялись в лабораторные серии (16—20 шт.), что составляло 70—80 проц. от первоначального изготовления объема.

Для изучения влияния аэральных, аквальных и теплового удара с последующими аквальиымн условиями криогенного выветривания па скальные породы лабораторные серии подразделялись на группы из 5—6 образцов. В дальнейшем применяли прямые (в качество эталонных) и косвенные методы

изучения воздействия криогенного нывегрпвнпня па морозостойкость и физико-механические свойства скальных пород. Последние базировались па взаимосвязи предела прочности на одноосное сжатие и скорости распространения упругих ультразвуквых волн в образцах скальных пород после" заданного количества ппклов замерзания и оттаивания (рис. 2).

МЕТОДИКА КОМПЛЕКСНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ КРИОГЕННОГО ВЫВЕТРИВАНИЯ СКАЛЬНЫХ ПОРОД

Натурнь'й эксперимент

Рельеф, сто рдсчлсигнуюстъ

крио.хннпг. нгегь пг'р'а

I

Октан, строение горны* 1юрод

Отбор м подготовка сбраацж 1!ора1 для экспериментов

Изучение минералегнче-сксго. псгр!урзф:1чоского

СОС17,23 И фиЗККО-МСХЗ-нических сгс;':ста

Ф-ормиреяпние лгйпртор-Щ!Х сер!5:1 ХШОЗ Г-ОТХР. фнЗИЧОСИе Ш5КТР.З кото-рык отга1чалг.сь от средних зшчений на 10%

Вьбзр }Ю-кк1Й зкегеря-МГЯТЗ СОТи'Я:^ лчг.гть-|гыг, <ю методу тсах>'?ого удтрл с

Т

Провеют с зткфкмала

Лабораториьй зхсперимеит

К о ютру и ромиис

л;>6орагор(юги стенал и приборов

Мспслнргаяи« ус/КЗ'.!'!) |ЩГк"53СТВИ!1

криогаоего еызст-риетния

Определение УП-

РУПТЧ И фкЛ1К1>-мех.из;чосхкх га-рлктсрклих пород

Обрпботм рсз)0т1)тзтс;1 ЗКСПСрНМСГП1Л!гНЗ.!Х «юслсдовлиий

Рпс. 2.

В рассматриваемом регионе годовое количество циклов замерзания и оттаивания на поверхности скальных пород в сред-тем колеблется ог 70 до 130 (Воронков, Ушакова, 1980), максимальные же значения но нашим данным достигают 200. Это

количество циклов задавалось при экспериментальных лабораторных исследованиях.

По данным метеостанции Удокан (абс. отм. 1570 м) средине месячные значения температур воздуха зимнего периода колеблются в пределах — 20°С (исключая переходные периоды). Положительная ветвь амплитуд температур, по-видимому, оказывает менее существенное значение па криогенное выветривание. Это позволило выбрать в экспериментах симметричное изменение амплитуд температур — (—20, + 20°С).

Обработка результатов экспериментальных лабораторных исследований выполнялась после 25, 50, 100 и 200 циклов замерзания и оттаивания скальных пород в различных условиях криогенного выветривания. Для оценки и прогноза воздействия криогенного выветривания на морозостойкость, скорость разрушения и физико-механические свойства изучаемых пород определялись плотность, влажность водонасыщения и во-допоглощепня, потеря массы образцов, скорость прохождения продольных ультразвуковых волн.

Предложенная методика в качестве первого защищаемого научного положения отличается ог известных тем, что позволяет комплексно изучить в натурных и лабораторных условиях и количественно оценить воздействие криогенного выветривания па морозостойкость, скорость разрушения и физико-механические свойства скальных пород криолитозоны с учетом их предразрушенности.

При высоких давлениях в области колебаний низких температур атомы в кристаллических решетках минералов выходят из равновесного состояния, по обратно в пего не возвращаются. Вследствие этого происходит накопление дефектов в кристаллических решетках. При снятии нагрузки от вышележащих горизонтов в скальных породах существующие трещины расширяются, удлиняются и появляются новые. В то же время изменяется температурный режим пород. При повышении температур (сЮ) рост внутренней энергии отдельно выделенного минерала составит: еЮ = (11Л-с1А (здесь с1 и — приращение внутренней энергии минерала, с1А — работа, совершаемая против сил внешнего давления (Р) минералов, окружающих выделенный минерал). Работа по расширению минерала может произойти в случае увеличения объема самой породы. Это возможно только при разрушении структурных связен между минералами, прочность которых определяется силами поверхностного натяжения (п) и величиной удельной поверхности (Б у1) минералов:

(Ю = с1и + Рс1У+ст с!8 у

(1)

Таким образом, преодоление структурных связей между минералами осуществляется при переходе тепловой энергии в механическую. Следствием этого является дискретное разрушение пород при достижении предельных значений термических напряжений, равных пределу прочности структурных связей между минералами на сдвиг или растяжение (Швецов, 1961). При циклическом воздействии теплового удара совместно с аквальными условиями криогенного выветривания на разрушение скальных пород оказывают комплексное влияние расклинивающие действия пленок связной воды и льда (ак-вальные) и объемно-градиентные напряжения, время возникновения которых значительно меньше времени их релаксации (тепловой удар). Кроме того, промерзание пород в аквальных условиях приводит к возникновению льдообразования в трещинах по типу закрытых систем. В этом случае при температуре —5°С давление в трещинах пород достигает до 60 МПа, что вполне достаточно для разрушения пород любого генезиса, залегающих в сезонной крно.тнтозоне (Шестерпев, Ядри-щенский, 1991).

Для анализа изменений физико-механических свойств, морозостойкости н скорости разрушения при криогенном вывет-риваппп скальных пород различного состава, строения, возраста п степени предразрушеппостп был введен показатель удельной относительной изменчивости (ку ):

к Уд-(к „-к К). к „ N. (2)

где к „ —начальное значение любого параметра свойств скальных пород, к — конечное, через определенное количество циклов замерзания и оттаивания (М).

Использование в работе формулы взаимосвязи характеристик прочностных и ультразвуковых свойств скальных пород, предложенной Ф. М. Ляховипким (1964), позволило мппимп-зировать массив определяемых параметров изучаемых свойств пород. Значительное внимание было уделено памп характеристикам свойств пород, применяемых в горном деле в качестве расчетных— плотности скелета (рск), общей пористости (п 0) и влажности насыщения.

Анализ полученных результатов показал, что: а) в более предразрушенных скальных породах о зависимости от N пере-

численные выше характеристики свойств изменяются интенсивней в сравнении с менее предразрушсннымн; б) воздействие криогенного выветривания и условиях теплового удара совместно с аквальными интенсивнее, чем в аэральных в 1,5— 2,0 раза и более; в) разрушение массива скальных пород может происходить по структурно-текстурным неоднородностям, без значительных изменений базовых характеристик физико-механических свойств, определяемых на образцах.

В аэральных условиях криогенного выветривания при N = 200, из скальных пород, отобранных в сезонной криолнто-зопе, только кварцнтовидные песчаники остались, согласно классификации В. Д. Ломтадзе, в группе инзкопористых (и 0 изменилась от 4,2 до 4,5%). Другие типы пород, в связи с изменением пористости до 5—12% перешли в категорию средне-пористых. Изменения пористости скальных пород многолетней крполнтозопы незначительны. При воздействии криогенного выветривания в условиях теплового удара совместно с аквальными процесс перехода скальных пород сезонной крполнтозопы из одной группы пористости в другую был более активным п наблюдался уже в интервале N = 25—100. Из пород, отобранных в многолетней крнолитозоие, при N = 200 только габбро-норпты остались в прежней классификационной группе.

При изучении воздействия криогенного выветривания на скальные породы отмечалось, что уменьшение скорости распространения продольных ультразвуковых волн (Уг) за один никл замерзания и оттаивания был наиболее низким в осадоч-по-метаморфических песчаниках и габбро-норитах, наиболее высокий — в гранитах п промежуточные его значения отмечались в осадочных песчаниках. Удельные значения изменений скорости распространения упругих продольных волн для скальных пород сезонной крполитозоны были существенно выше, в сравнении с породами многолетней крполнтозопы, например, для осадочных песчаников — 1,07-Ю"3 и 0,76-1()~3. Их величины в аэральных и по методу теплового удара совместно с аквальными условиями криогенного выветривания составили, соответственно, 1,07-10 3 и 4.98- Ю~3 — для сезонной крполнтозопы, 0,76-Ю-3 и 1.21-10" 3 — для многолетней крполитозоны. Таким образом, значения удельных изменений скоростей распространения ультразвуковых воли в песчаниках сезонной крполитозоны отличались па 20—30% для аэральных условий, более чем па 300—400% для других условий крно-

генного выветриваппя. Эта же направленность и порядок величин были характерны для других скальных пород.

Предразрушспность пород в комплексе с условиями криогенного выветривания оказывали значительное влияние и на изменение предела прочности скальных пород па одноосное сжатие ( з сж ) в зависимости от N. В аэральных условиях криогенного выветривания через N — 200 значения зсж осадочных песчаников сезонной криолптозопы снизились на 42% (от 55 до 32 МПа), многолетней — на 18% (от 147 до 121 МПа). При воздействии криогенного выветривания по методу теплового удара песчаники сезонной криолптозопы (11 = 0^5 м) разрушаются в диапазоне N = 25—50, в многолетней крнолптозоне — Зсж уменьшается от 147 до 90 МПа (рис. 3).

Большинство минералов, входящих в состав скальных пород, характеризуется анизотропией температурных деформаций п отличается по этому показателю друг от друга. Поскольку прочность структурных связей преимущественно ниже прочности минералов, то увеличение N приводит к более быстрому разрушению полимиперальпых пород. Например, потерн мас-

¿J ?0 50 -О 90 rio [30 150 6"сх .H!U Зона сиекь высокой ' высокой

Н.м

Рис. 3. Влияние предраярушенности на изменение предела прочности на одноосное сжатие ( = с,к) скальных пород при криогенном выветривании.

сы мопоминеральпых известняков в аквальных условиях криогенного выветривания было на 10—15/» меньше, чем у гранитов. На скорость разрушения осадочно-метаморфнческих песчаников оказывали влияние тип и состав немента. Кальците-

бпотнтовые песчаники разрушались значительно быстрее кварц-серпцптовых (рпс. 4).

200 Я

Рис. 4. Влияние числа циклов замерзания и оттаивания (К) на скорость разрушения кварц-серицитовых (1), каль-цито-биотитовых (2) песчаников в аэральных (а) и по методу теплового удара (б) совместно с аквальньщ условием криогенного выветривания.

кг — относительный показатель скорости разрушения.

На морозостойкость песчаников оказывает влияние размер обломков сцементированных пород. Мелкозернистые разновидности песчаников, независимо от условий криогенного выветривания, разрушались медленнее крупнозернистых.

Таким образом, полученные результаты показали, что:

~ породы, залегающие в сезонной крнолитозоне, в ходе циклического замерзания и оттаивания изменяют значения базовых физических (плотности, влажности и пористости), прочностных (предел прочности па одноосное сжатие), упругих (скорость прохождения продольных ультразвуковых волн) свойств скальных горных пород более интенсивно, в сравнении с породами многолетней крполптозопы. Обусловлено это тем, что предразрушенность скальных пород в нервом случае значительно выше, чем во втором, и, следовательно, выше структурная (закрытая) и структурпо-текст\ рная (открытая) пористость;

— скорость разрушения н морозостойкость скальных пород в значительной степени зависят от предразрушенности н условий криогенного выветривания, а своеобразие их динамики в исследуемом интервале циклов замерзания и оттаивания определяются лптолого-пстрографическпми и геолого-генетнче-скимп особенностями.

Комплекс результатов, охарактеризованных выше, является базой для разработки методики оценки и прогноза воздействия криогенного выветривания па изучаемые свойства скальных пород и представляет собой второе защищаемое положение.

Оценка п прогноз рассматриваемых свойств пород могут быть выполнены только ирп умении определять количество циклов замерзания н оттаивания пород на заданной глубине

(!\тх). Решение этой задачи в общем виде было предложено Л. М. Цыбиным (Рекомендации ..., 1989), по его методике получено семейство кривых, характеризующих изменения Мч по разрезу сезонной крполнтозоны с учетом количества циклов замерзания и оттаивания на поверхности горных пород в Забайкалье для наиболее распространенных мощностей сезонной крполнтозоны —Н^ 3.

Следующим шагом прогноза является определение удельного изменения прогнозируемого параметра в условиях криогенного выветривания, характерных для рассматриваемого типа пород (см. формулу 2). В инженерных целях рекомендуется принимать N = 25, поскольку именно па этом отрезке пх величины близки к максимальным.

Значение любого параметра свойств пород сезонной крполнтозоны (Рх) на глубинах (0<Н< 11, через т лет должно быть равно:

Рх = -Р„-МмТк.т, (3)

где Р„ — начальное значение параметра свойств скальных пород.

Предел прочности скальных пород на одноосное сжатие (Зсж) является основной характеристикой для опенки морозостойкости (Км). Для массовых его определений используют косвенные методы поиска значении по известной формуле Ф. М. Ляхошщкого (196-1):

Зс»=^г?ск (1-2(0/0,196 С (1-ц), (4) где — коэффициент Пуассона, — плотность скелета

скальных пород, кг/м3, Ур — скорость распространения продольных ультразвуковых волн, м/с, С ~~ безразмерный коэффициент, зависящий от типа пород и степени метаморфизма, осл; в Па.

Величину коэффициента взаимосвязи С между динамическими и статическими характеристиками для конкретных петрографических типов пород, экспериментально определив значения зСА и другие параметры, находили из формулы (4).

2. Зш;. 1062.

— 17 —

Задача использования приведенной выше эмпирической зависимости, особенно в региональном плане, сводится к методике поиска входящих в нее параметров, значения которых существенно изменяются при криогенном выветривании скальных пород.

В результате экспериментальных исследований была получена формула для оценки взаимосвязи V ,, и ,\.к : V, = а ехр (воС|;). Изменения при увеличении N от 0 до 200

с достаточной для практических целей точностью аппроксимируются линейной зависимостью, которая в общем виде выглядит следующим образом: }>1Ч у ,.„ — ку1?Г\т. Подставив вторую формулу в первую, можно записать:

У,,= а ехр [в(,о,,.,,.- ку1о М)], (5)

где айв — эмпирические коэффициенты, учитывающие пред-разрушеппость (табл. 1), рс ,, -- - начальные значения плотности скелета скальных пород, ку,р — изменение плотности скелета пород за один цикл замерзания и оттаивания с учетом условий криогенного выветривания.

Таблица 1.

Тип крио.чито зоны и параметры зависимостей

Сезонная

а б И

Параметры «а», «в» для оценки скорости прохождения продольных ультразвуковых волн в скальных породах

Наименование и шмраст пород (индекс)

сЗ

^ д

о и

0,316 0,906 0,860

га Е с к с и £ -

о = К

0,637 0,721 0,760

0,450 0,850 0,580

о 3 а Й с

о ~ <->

«

и

л н

в

я-ь

0Д43 1,209 0,730

Многолетняя

а б Н

0,250 1,000 0,6 10

0,001 3,000 0.Г580

I

а

„ j о _„

Высокие значения коэффпцпешов кор|)еляцни (R) показывают на тесную связь между V ,, и оС1 , а также па удовлетворительную аппроксимирующую их зависимость. Это позволяет по экспериментально определяемым значениям ,v4 от числа N прогнозировать воздействие условии криогенного выветривания на величину Vv.

Коэффициент Пуассона ¡i , являясь одним из основных расчетных показателей, тем не менее не стал еще объектом детальных исследований. Экспериментальные его определения имели, как правило, вспомогательный характер при решении различного рода инженерных задач, в которых ji t принимается как среднее арифметическое из единичных определений.

Результаты экспериментальных исследований позволили установить зависимости;)., отр0 . Д-''я основных генетических типов скальных пород. Кроме того, методом корреляционно-регрессионного анализа были получены формулы для оценки |i д (табл. 2). Подставив в эти формулы величину изменения рех от количества N (см. формулу 5), можно прогнозировать влияние криогенного выветривания на значение коэффициента Пуассона.

Таблица 2. Эмпирические зависимости для оценки

коэффициента Пуассона

Генезис пород

Осадочные, оса-дочпо-метамор- j фические j

Метаморфические'

Р)Нд зависимости

ч. .а

П ;

Магматические ! Р-1 ~~Рс О1 :

1,13

0,50

R

-0.П7 ! 0,78 -0,3(5 ! 0,44

31,04 i -7,05 i 0,70

17 17 1В

Примечание: п — количество определений.

Коэффициенты корреляции показывают, что формулы для оценки п прогноза ц( магматических, осадочных и осадочно-метаморфпчеекпх горных пород можно использовать с достаточной точностью для практических целей, поиск зависимости для метаморфических пород следует продолжить.

2*

19

и

Таким образом, мы получили инструмент для прогноз;! изменений при криогенном выветривании каждого из параметров свойств пород, входящих в структуру формулы (4). В связи с этим ее можно использовать пе только для оценки, по п для прогноза изменений предела прочности пород на одноосное сжатие. Для каждого из изучаемых типов пород с учетом криогенной предразрушенностп найдены формулы

взаимосвязи между <тсж и рС|, а сж п V,,, позволяющие решать аналогичные регионально значимые задачи:

осж = а ехр [в (>ск„ -куд.[-М)]; (6)

зсж = а ехр [в (V р.„. - к уд у • 14) ]. (7)

Параметры для использования формул (6) и (7) приведены в таблице 3.

Таблица 3. Параметры для оценки и прогноза воздействия криогенного выветривания на осж скальных пород

/те, возрас!

пород

Песчаники, ■Ьср

Песчаники,

Песчаники,

Граниты Р1?,к

Параметры Сезонная крнолитозона Многолетняя крнолитозона

зависимо- I

стей Ре; Ур Ур

а 0,267 3,747 0,035 5,255

в 0,27(5 1,024 3,330 0,911

К 0,710 0,730 0,890 0,990

а 0.084 11,(¡07 — —

I 1; 2,Ш)8 0.025 — —

; К 0,800 0,940 — —

а 0,008 11,494 0,160 17,567

в 3,830 0,609 2,653 0,550

I? 0,080 0,960 0,680 0,970

а 0,230 7.081 — —

1! 2,170 0.077 — —

И 0,870 0,930 — — .

Вычисленные по ним значения зсж отличались от эталонных, и от полученных по формуле Ф. М. Ляховицкого с учетом предложенной методической схемы ввода параметров не более чем на 15—20%.

Коэффициент морозостойкости скальных пород вычисляется

по формуле: Км= (<т«,.«..— Зсж- N)/асж с. Здесь асж аок-.1М'

— прочность сухого образца пород и на одноосное сжатие и после N = 25 в водонасыщенном состоянии. Морозостойкими считаются породы, у которых К ч <0,20 (Ломтадзе, 1.984). Морозостойкость скальных пород, при прочих равных условиях, зависит от условий криогенного выветривания. Значения коэффициентов морозостойкости либо необоснованно занижаются (циклическое воздействие техногенных или иа-ледных вод на породы и конструкции при отрицательных температурах — выветривание по методу теплового удара совместно с аквальными условиями), либо завышаются (нево-донасышенное состояние горных пород — аэральные условия криогенного выветривания). Прогноз изменений значений предела прочности скальных пород па одноосное сжатие, с учетом условий криогенного выветривания, позволяет решать задачу прогноза их морозостойкости.

В натурных условиях для Удоканского месторождения меди была установлена связь количества циклов замерзания и оттаивания (п =, ) пород на различных элементах рельефа с учетом условий криогенного выветривания и фоновых значений циклов (Ы0|), приведенных в районировании криолитозо-ны по числу циклов (Воронков, Ушакова, 1980). Для оценки скорости разрушения скальных пород за одни никл замерзания п оттаивания предложена формула:

V г=Цп8 Ь0)лр + (П ? Ь„)1У+ ЛК ] Мо, (8)

где Ь,) — удельное значение мощности слоя разрушения образца породы за одни цикл замерзания и оттаивания, мм/.\; условия криогенного выветривания: аэральные — ЛР и по методу теплового удара совместно с аквальными — ТУ + АК.

Для совершенствования вычисления Ь0 использовался способ расчета площадей обломков скальных пород, защищенный А. С. 1651084. Определив скорость разрушения горных пород па рассматриваемой территории за один цикл замерзания и оттаивания и зная их количество за один год (Х1 -г ), возможно решить две .задачи: а) найти расстояние (Ь,м), на кото-

рое произойдет отступление бортов карьеров через прогнозируемое время и б) определить время (т, лет), через которое разрушение бортов карьеров достигнет установленной отметки:

Ь= 1\тт Уг-1000. (9)

Полученные результаты показали, что прогнозируемые значения скорости разрушения скальных пород и полученные натурным экспериментом имели удовлетворительную сходимость. Относительные ошибки в целом не превышали 20—30%.

Диапазон изменения скоростей разрушения пород в различных ландшафтных условиях колебался от 0,49 до 2,09 мм/год. Скорости разрушения скальных пород на северных склонах были па 20—30 проц. выше, чем па южных, на водоразделах — имели промежуточные значения. Из изучаемых петрографических типов пород наиболее интенсивно разрушались осадочные песчаники (2,09), наименьшей — габбро-порпты (0,04 мм/год).

Предложенная методика оценки и прогноза воздействия криогенного выветривания па фпзпко-мехапичсские свойства скальных пород, морозостойкость и скорость разрушения представляет третье защищаемое научное положение. Она может быть использована при проектировании н эксплуатации карьеров Удоканского месторождения. Полученные на се основе результаты позволили уточнить схему расчета углов наклона борта карьера месторождения Дельмачик в Забайкалье, предложить способ взрывной отбойки руд (А. С. 1839050) с использованием гидроразрыва скальных пород и комплексе с криогенным выветриванием.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных исследований решена научно-практическая задача по оценке п прогнозу воздействия условий криогенного выветривания на физико-механические свойства, морозостойкость и скорость разрушения скальных пород, различной степени предразрушениости, обеспечивающая решение важных прикладных задач при освоении Удоканского месторождения меди.

Основные научно-практические результаты проведенных исследований заключаются в следующем.

1. Разработана методика комплексных исследований влияния криогенного выветривания па физико-механические свойства, морозостойкость и скорость разрушения скальных пород.

2. Установлены закономерности изменений фпзпко-меха-нических свойств, морозостойкости и скорости разрушения скальных пород различной предразрушенностн (сезонной н мпоголетной криолитозоны) с учетом условий криогенного выветривания:

— значения величины пористости, плотности, предела прочности на одноосное сжатие п скорости распространения продольных ультразвуковых воли при увеличении количества циклов замерзания и оттаивания контролируются условиями криогенного выветривания;

— изменение физико-мехапическнх свойств, морозостойкости п скорости разрушения скальных пород через 100 циклов замерзания и оттаивания в 1,3—1,4 раза больше, в сравнении с аэральнымн, и это различие возрастает по мере увеличения циклов.

3. На закономерности изменений свойств скальных пород при воздействии криогенного выветривания оказывает существенное влияние их генезис, петрографический и минералогический состав:

—- изменение физико-механических свойств, морозостойкости и скорости разрушения пород протекает более интенсивно в гранитах (кислые), менее интенсивно в габбро-норитах (основные);

----- морозостойкость песчаников с кальцпто-бпотптовым цементом в 2 -3 раза меньше морозостойкости песчаников с кварц-серицитовым типом цемента (аэральные условия) и 15 4—5 раз меньше — при тепловом ударе совместно с акваль-нымн условиями.

— крупнозернистые осадочно-метаморфическне песчаники в аэральпых условиях криогенного выветривания разрушаются в 3, в аквальных — в 5 раз быстрее, чем мелкозернистые;

4. Предложена методика оценки и прогноза воздействия различных условий криогенного выветривания па изменение скорости прохождения продольных упругих воли, предела прочности па одноосное сжатие, морозостойкости и скорости разрушения скальных пород. Проверка методики показала, что ее ошибки в сравнении с экспериментальными исследованиями не выходят за пределы 10--20 прон., На ее основе представляется возможным уточнить инженерные схемы расчетов углов наклона бортов карьеров с учетом предразрушенностн скальных пород криолитозоны и усовершенствовать способы взрывной отбойки руд.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Сснук Д. П., Федотов С. А., Ядршцеиский Г. Е. О направлении главных осей напряжений в породах региона строительства Удокапского ГОКа. Геология и геофизика. — Новосибирск, Наука, 1987, с. 121 —125.

2. Маннлюк В. В., Ядрпщенский Г. Е., Пронин Э. М. Методика физического моделирования гидроразрыва горных пород. Тезисы докладов II областной конференции молодых ученых Читинской области. Природные ресурсы Забайкалья. — Чита, 1987, с. 74—75.

3. Рыжих А. М., Сенук Д. П., Ядрищенский Г. Е. Определение участков новообразования курумов с учетом лесных пожаров по результатам дешифрирования. Тезисы докладов II областной конференции молодых ученых Читинской области. Природные ресурсы Забайкалья. — Чита, 1987, с. 74.

4. Мапилюк В. В., Сенук Д. П., Ядрищенский Г. Е. Контроль за безопасной отработкой участка жилы «Искра» в нетрадиционных условиях (Забайкалье). Сб. Научных трудов. Напряженно-деформированное состояние массивов горных пород. — Новосибирск, ИГД СО АН СССР, 1988, с. 140—145.

5. Устойчивость техногенных сооружений Забайкальского Севера / И. И. Железняк, В. А. Павленов, Д. П. Сенук, ..., Г. Е. Ядрищенский (раздел 1.1 — совместно с Г. П. Берези-пым, раздел 2.2 — совместно с И. И. Железняком, раздел 4.5). —- Новосибирск, Наука, 1988: — 168 с.

6. Сенук Д. П., Железняк И. И., Ивип И. А., Ядрищенский Г. Е. Курумы как основания техногенных сооружений. Сб. научи, трудов. Проблемы геокриологии. — М., Наука, 1988, с. "175—180.

7. Шестернев Д. М., Ядрищенский Г. Е. Строение и свойства пород крполптозоны Удокана. — Новосибирск, Наука, 1990. — 123 с.

8. Рыжих А. М., Железняк И. И., Ядрищенский Г. Е. Способ определения площадей изображения и плоских граней тел.

Читинский ЦНТИ, 1991.

9. Сенук Д. П., Ядрищенский Г. Е. Методика определения напряженного состояния образца с помощью гидроразрыва. Сб. научи, трудов. Проблемы горного производства Восточной Сибири. — Новосибирск, Паука, 1991. С. 77—87.

10. Железняк И. И., Рыжих А. М., Ядрищенский Г. Е. Прогноз переработки берегов при создании водохранилищ на крупных реках Верхнего Приамурья/Тезисы Международной конференции г. Чита 9—11 сентября 1991 г. Геоэкология и природные ресурсы бассейна Верхнего Амура: Проблемы изучения и освоения. — Чита, 1991, с. 44—47.

11. Шестернев Д. М., Верхотуров А. Г., Ядрищенский Г. Е. К методике исследований динамики криогенного выветривания скальных и крупнообломочных пород в Забайкалье/Записки Забайк. филиала Геогр. о-ва РФ, 1992, вып. 125, с. 114—117.

12. Шестернев Д. М., Ядрищенский Г. Е. Влияние термо-крногепного выветривапня горных пород на изменение их состава, строения и свойств.//Геокриология № 2, 1993.

13. А. С. 1651084 (СССР). Способ определения площадей обломков крупнообломочных грунтов /А. М. Рыжих, И. И. Железняк, Г. Е. Ядрищенский. — Опубл. 1989. Бюл. № 19.

14. А. С. 1839056 (СССР). Способ взрывной отбойки руд /А. В. Рашкин, С. А. Рашкин, П. Б. Авдеев, Н. Б. Команец-кий, Г. Е. Ядрищенский, А. В. Пельменсв.—Опубл. 1991. ДСП.

15. Шестернев Д. М., Ядрищенский Г. Е. Оценка морозостойкости и предела прочности скальных пород Кодаро-Удо-канской геоструктурной зоны. Горный журнал № 9—10. 1996. С. 48—49.

16. Ядрищенский Г. Е., Шестернева М. К-, Шишкин Н. 3., Самсопова И. В. Гранулометрический состав и строение пород зоны активного криогнпергенеза Удокана//Вестник ОФ НТО строителей. Вып. 1. — Чита, ЧитГТУ, 1997, с. 93—96.

17. Шестернев Д. М., Ядрищенский Г. Е., Шишкин Н. 3. Изменение скорости продольных ультразвуковых волн и их оценка при криогенном выветривании горных пород Удокана //Вестник ОФ НТО строителей. Вып. 1. — Чита, ЧитГТУ, с. 96—101.