Пластические и реологические свойства горных пород. Понятие о природе пластических деформаций

Приложение к породам нагрузок, превышающих их предел упругости, проводит к возникновению необратимых пластических деформаций, в области которых исчезает пропорциональность между величиной деформации и нагрузкой. При этом наблюдается увеличение скорости роста деформаций с повышением нагрузки.

Пластическая деформация в породе обусловлена внутризеренными и межзеренным скольжением. Основную роль во внутризеренном скольжении играют дислокации – сдвиги одной части кристалла относительной другой или линии искажения. Однако, дислокация вышедшая на поверхность или границу зерна, уже не принимает участия в пластической деформации. Плотность дислокации внутри зерна уменьшается, и пластическая деформация затухает. Именно поэтому для поддержания деформирования в породе необходимо увеличивать напряжения.

Пластическая деформация происходит без нарушения сплошности тела. Однако довольно часто пластичность рассматриваемая в породах, не совпадает с понятием пластичности, так как, строго говоря, ряд явлений, вызывающих в породах остаточные деформации (обжатие, смятие, взаимное перемещение блоков), следует отнести к разрушающим.

Понятие о модуле деформации и модуле пластичности.

Если связь между напряжением σ и относительной деформацией ε в области пластической деформации выразить через некоторый коэффициент то , называемый секущим модулем деформации, будет находиться в пределах

Рисунок 2.1. К расчету параметров пластичности горных пород

Предельный секущий модуль деформации – отношение прироста напряжений в пластической зоне (до момента разрушения породы) к полной пластической деформации

(2-20)

называется модулем пластичности.

Для идеально пластического тела Е_пл = 0. Если соединить прямой линией конечную точку графика (момент разрушения образца) с началом координат, то тангенс образовавшегося угла будет назваться модулем полной деформации. Модуль полной деформации равен отношению максимальных (разрушающих) напряжений к полной относительной деформации образца

, (2- 21)

Пластичность горных пород зависит от их минерального состава.

Наличие жестких кварцевых зерен и полевого шпата в породе уменьшает её пластичность. В углях наблюдается зависимость пластичности от содержания в них углерода. При переходе от слабометаморфизированных углей к антрацитам их пластичность уменьшается в 30 раз.

Характерно, что повышение пластичности в породах сопровождается, как правило, снижением их модуля упругости. В то же время коэффициент Пуассона с увеличением пластичности растет.

Дата добавления: 2014-02-28; просмотров: 536; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!