Главная страница Случайная лекция Мы поможем в написании ваших работ! Порталы: БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика Мы поможем в написании ваших работ! |
Понятие и определение механических свойств горных пород. Плотностные свойства горных породМеханические свойства горной породы – это класс физических свойств, оценивающий поведение породы в условиях различных механических воздействий. Под физическими свойствами породы понимают ее особое поведение при воздействии на нее определенных физических полей: механические силы, тепловые поля, электрические поля, магнитные поля и т.д. Количественная мера каждого из этих свойств – это численное выражение одним или несколькими параметрами, показателями, характеристиками. Основными механическими свойствами горных пород являются: – прочностные (при сжатии, растяжении, сдвиге, изгибе, кручении и т.д.); – деформационные (упругие, пластические, упругопластические); – акустические (скорости продольных и поперечных волн, затухание и отражение волн); – реологические (длительная прочность, ползучесть, релаксация напряжения). В зависимости от величины и характера приложения нагрузки, величины действующих напряжений в массиве горных пород механические свойства их по приложению к ним силы в статическом или динамическом режимах. Все физические, в том числе и механические свойства горных пород зависят от большого количества факторов: минерального состава, влажности, структуры, текстуры, величины давления, его длительности, температуры и др. Все эти факторы делятся на внутренние и внешние. К внутренним факторам относятся: вещественный состав, структура, текстура пород, и их внутренняя температура; к внешним – различные физические поля, влага, давление, внешняя температура и т.д. В наибольшей степени на физические свойства горных пород оказывают их внутренние факторы, в особенности макродефекты строения – трещиноватость, слоистость и др. Механические свойства образцов горных пород и механические свойства массива в целом разные. Так образец не может представить всю информацию о развитии трещиноватости, слоистости, геологических нарушениях массива в целом. Поэтому при решении технических и технологических задач необходимо учитывать этот фактор. В общем, эта проблема решается через определенные коэффициенты, учитывающие особенности массива, так например (2.1) где – соответствующее свойство пород массива; – то же, образца; – коэффициент, учитывающий структурно-текстурные и другие отличия массива пород от образца. Основными плотностными свойствами горных пород являются плотность, объемная масса, удельный вес, объемный вес и пористость. Плотность масса единицы объема твердой фазы породы (2.2) Объемная масса – масса единицы объема породы вес естественном состоянии (2.3) Удельный вес - вес единицы объема твердой фазы породы (2.4) где = 9,81 м/с2 – ускорение силы тяжести. Объемный вес g – вес в единице объема породы в естественном состоянии. (2.5) Пористость – пустоты в горных породах (2.6) где – объем пустот в породе, м3. (2.7) Подставляя (2.7) в (2.6) получим (2.8) По величине плотности породы, слагающие земную кору, подразделяют на три группы: - легкие кг/м3; - средние кг/м3; - тяжелые кг/м3. Пористость горных пород колеблется от нескольких долей процента до 80-90 %. По величине пористости породы делятся на 5 групп: - низкопористые – до 5 %; - пониженной пористости – 5-10 %; - среднепористые – 10-15 %; - повышенной пористости – 15-20 %; - высокопористые – более 20 %.
Плотность зависит от минерального состава и степени метаморфизма рис. 2.1.
Объемная масса пород в большей мере зависит от пористости, влажности, давления, температуры (рис. 2.2-2.4)
Рис. 2.2. Зависимость Рис. 2.3. Зависимость объемной массы пород от объемной массы пород от их пористости давления на них
Рис. 2.4. Зависимость объемной массы пород от их влажности
Кривая 1 характеризует поглощение воды, заполнение пустот водой без заметного разрушения, набухания пород; кривая 2 – породы, увеличение объема которых в результате набухания, опережает рост массы пород за счет поглощения воды.
Дата добавления: 2014-05-04; просмотров: 666; Нарушение авторских прав Мы поможем в написании ваших работ! |