![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Упругие свойства пород
Упругие свойства проявляются в способности пород восстанавливать исходящую форму и размеры после снятия нагрузки. Полное восстановление размеров и формы возможно только в пределах упругих деформаций. Напряжения, при которых начинаются пластические деформации, называются пределом упругости (σ F). Если порода находится в объемном напряженном состоянии, то необходимо учитывать все действующие напряжения и возникающие деформации. Такое состояние пород наиболее полно может быть записано в виде тензора упругости. Каждый из девяти компонентов деформаций связан с каждым из девяти компонентов напряжений – всего восемьдесят компонент. Модуль продольной упругости (Е) (модуль Юнга) и модуль сдвига (G) соответствуют основным видам напряжений и деформаций, и поэтому считаются основными характеристиками упругости породы. Они связаны коэффициентом Пуассона (ν): G = Е / [2 (1 + ν)]. (2.4)
В случае равномерного трехосного сжатия породы в пределах зоны упругости наблюдается прямая пропорциональная зависимость между давлением (ро) и относительным изменением объема породы Δ V/V: ро = K· Δ V /V, (2.5) где К – модуль объемного сжатия. К = Е / [3 (1 – 2 ν)]. (2.6) Модуль продольной упругости (Е), модуль сдвига (G), модуль объемного сжатия (К) (как и напряжение) выражаются в паскалях. Е = 103 · 3· ·105 МПа (для пород). Коэффициент Пуассона (ν) – безразмерная величина, числовые значения его в соответствии с теорией упругости находятся в пределах 0 ≤ V ≤ 0, 5, для горных пород ν = 0, 2− 0, 4. Модули упругости характеризуют способность пород сопротивляться деформированию, т.е. определяют жесткость пород. Величинаа обратная модулям, оценивает податливость пород и носит название коэффициента соответствующей деформируемости (например 1/К – коэффициент объемного сжатия). На упругие свойства горных пород влияют их состав и строение. Наличие в породе минералов, обладающих повышенными значениями параметров упругости, в общем случае увеличивает их значения и для породы в целом. Известно, что темноцветные минералы обычно имеют увеличенные модули упругости. При переходе от кислых пород к основным и ультраосновным наблюдается возрастание К и Е. В такой же последовательности происходит рост плотности пород. Наиболее четко влияние минерального состава сказывается только на упругие свойства изотропных и малопористых пород. В слоистых породах наблюдаются различные значения модулей упругости параллельно и перпендикулярно слоям. Величина модуля Юнга (Е) ненарушенных слоистых пород вдоль слоев больше, чем перпендикулярно к ним. В пористых породах существенное влияние имеют пористость и вещества, заполняющие поры. Установлено, что коэффициент Пуассона с увеличением пористости может либо увеличиваться, либо уменьшаться. Различные изменения, происходящие в породах (выветривание, цементация и т.д.), также приводят к изменению их упругих параметров.
|