Статистическое обоснование объединения литотипов вмещающих пород по прочности при одноосном сжатии

Достоверность геомеханических расчетов зависит от надежности определения прочностных характеристик горных пород. Цель исследования – оценить возможность объединения биотитовых и амфибол-биотитовых гнейсов в единый расчетный грунтовый элемент по пределу прочности при одноосном сжатии. Исходная выборка включала 146 результатов лабораторных испытаний на одноосное сжатие: 78 для биотитовых и 68 для амфибол-биотитовых гнейсов. Обработка выполнена по стандартизованному алгоритму с использованием разработанного авторами программного обеспечения и включала оценку зависимости показателя от глубины, выявление резко отклоняющихся значений, проверку на нормальный закон распределения, вычисление нормативных и расчетных значений, сопоставление средних и дисперсий. Статистически значимая линейная связь прочности пород с глубиной не установлена; резко отклоняющиеся значения не выявлены; гипотеза о нормальном законе распределения не отвергнута для обоих литотипов. Нормативные значения для амфибол-биотитовых и биотитовых гнейсов составили 129 МПа, расчетные – 120 МПа. Оценкой по критериям Фишера и Стьюдента не выявлены статистически значимые различия между выборками анализируемых литотипов пород. Результаты исследований показали правомерность объединения рассмотренных литотипов в единый расчетный элемент в пределах анализируемого месторождения железистых кварцитов. Для объединенной выборки нормативное и расчетное значения составили соответственно 129 и 123 МПа.

Тур К. А., Бахаева С. П. Статистическое обоснование объединения литотипов вмещающих пород по прочности при одноосном сжатии // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 11-1. – С. 61–73. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_111_0_61.

Тур Кирилл Андреевич¹ — заместитель заведующего лабораторией, e-mail: kirill.turik@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-7293-3964,
Бахаева Светлана Петровна¹ — д-р техн. наук, профессор, профессор, e-mail: bsp.mdg@kuzstu.ru, ORCID ID: 0009-0003-1764-2341,
¹ Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева.

Тур К.А., e-mail: kirill.turik@mail.ru.

1. Павлович А. А., Коршунов В. А., Бажуков А. А., Мельников Н. Я. Оценка прочности массива горных пород при разработке месторождений открытым способом // Записки Горного института. — 2019. — Т. 239. — С. 502—509. DOI: 10.31897/PMI.2019.5.502.

2. Бахаева С. П., Тур К. А., Илюшкин В. Д. Геомеханическое обоснование устойчивости отвала при совместном складировании вскрышных песчано-глинистых пород и отходов обогащения // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2020. — № 4. — С. 49—59. DOI: 10.26730/1999-4125-2020-4-49-59.

3. Копытов А. И., Масаев Ю. А., Масаев В. Ю. Исследование влияния физических свойств горных пород на прочностные показатели породных обнажений // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2023. — № 4 (158). — С. 92—101. DOI: 10.26730/1999-4125-2023-4-92-101.

4. Carbillet L., Wadsworth F. B., Heap M. J., Baud P. Microstructural controls on the uniaxial compressive strength of porous rocks through the granular to non-granular transition // Geophysical Research Letters. 2023, vol. 50, no. 21, article e2023GL104678. DOI: 10.1029/2023GL104678.

5. Корнилков С. В., Харисов Т. Ф., Масальский Н. А., Коптяков Д. А. Исследование физико-механических свойств пород прибортового массива карьера ПАО «Ураласбест» // Проблемы недропользования. — 2025. — № 1 (44). — С. 16—24. DOI: 10.25635/2313-1586.2025.01.016.

6. Han L., Wang L., Zhang W., Chen Z. Quantification of statistical uncertainties of unconfined compressive strength of rock using Bayesian learning method // Georisk: Assessment and Management of Risk for Engineered Systems and Geohazards. 2022, vol. 16, no. 1, pp. 37—52. DOI: 10.1080/17499518.2021.1952612.

7. Chen F., Zhang W. Influence of spatial variability on the uniaxial compressive responses of rock pillar based on three-dimensional random field // ASCE-ASME Journal of Risk and Uncertainty in Engineering Systems, Part A: Civil Engineering. 2021, vol. 7, no. 3, article 04021035. DOI: 10.1061/AJRUA6.0001162.

8. Тур К. А., Кашлинов Е. А. «GOST 20522»: программа для ЭВМ. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2024692278. Зарегистрировано 27.12.2024.

9. Супрун В. И., Левченко Я. В., Колотовкин А. С., Ворошилин К. С. Влияние масштабного фактора на прочность горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 10. — С. 5—19. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_10_0_5.

10. Коршунов В. А., Шоков А. Н., Дорджиев Д. Ю., Черских О. И. Исследование прочностных свойств слабых хрупких горных пород при испытании образцов сосредоточенной нагрузкой // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2024. — № 11-1. — С. 97—115. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_111_0_97.

11. Петров Д. Н., Абашин В. И., Карасев М. А., Селихов А. А. Исследование возможности применения методов неразрушающего контроля для оценки прочностных свойств горных пород в условиях подземного рудника Гремячинского месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2024. — № 12-1. — С. 227—244. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_121_0_227.

12. Морозов И. А. Уточнение коэффициента формы соляных пород Гремячинского месторождения // Горное эхо. — 2022. — № 3. — С. 19—24. DOI: 10.7242/echo.2022.3.4.

13. Козырев А. А., Кузнецов Н. Н., Пак А. К. Оценка влияния скорости нагружения на прочность скальных горных пород при одноосном сжатии и характер их разрушения // Горная промышленность. — 2024. — № 1. — С. 126—131. DOI: 10.30686/1609-9192-2024-1-126-131.

14. Рысин А. И., Нуртдинов А. С., Румянцева Н. А., Лебедева А. М. Оценка влияния формы испытательного образца хлоридных пород на точность определения предела прочности на одноосное сжатие // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 2026. — Т. 337. — № 3. — С. 192—201. DOI: 10.18799/24131830/2026/3/5097.

15. Xie W.-Q., Liu X.-L., Zhang X.-P., Liu Q.-S., Wang E.-Z. A review of test methods for uni-axial compressive strength of rocks: Theory, apparatus and data processing // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2025, vol. 17, no. 3, pp. 1889—1905. DOI: 10.1016/j.jrmge.2024.05.003.

16. Burbaum U. Stress-rate dependency of uniaxial compressive strength of hard rock with regard to test procedure standards // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2023, vol. 82, article 4. DOI: 10.1007/s10064-022-03024-z.

17. Šancer J., Široký T., Krenžel V. Determination of the uniaxial compressive strength of rocks from the strength index // GeoScience Engineering. 2022, vol. 68, no. 2, pp. 158—166. DOI: 10.35180/gse-2022-0078.

18. Aladejare A. E., Idowu K. A., Ozoji T. Reliability of Monte Carlo simulation approach for estimating uniaxial compressive strength of intact rock // Earth Science Informatics. 2024, vol. 17, no. 3, pp. 2043—2053. DOI: 10.1007/s12145-024-01262-1.

19. Aladejare A. E., Alofe E. D., Onifade M., Lawal A. I., Ozoji T. M., Zhang Z.-X. Empirical estimation of uniaxial compressive strength of rock: Database of simple, multiple, and artificial intelligence-based regressions // Geotechnical and Geological Engineering. 2021, vol. 39, no. 6, pp. 4427—4455. DOI: 10.1007/s10706-021-01772-5.

20. Xue X. A novel model for prediction of uniaxial compressive strength of rocks // Comptes Rendus Mécanique. 2022, vol. 350, pp. 159—170. DOI: 10.5802/crmeca.109.

21. Hassan M. Y., Arman H. Several machine learning techniques comparison for the prediction of the uniaxial compressive strength of carbonate rocks // Scientific Reports. 2022, vol. 12, article 20969. DOI: 10.1038/s41598-022-25633-0.