Механические свойства горных пород и техногенных отложений

Основным механическим свойством горных пород является прочность, обусловленная их сопротивлением деформациям. Этот вопрос рассмотрен в модуле 1 в контексте понятия о локальных продуктивных структурах.

Наибольшее сопротивление твердые горные породы оказывают сжимающим нагрузкам, вызывающим сколовые трещины.

Сжимание горных пород — свойство горных пород уменьшаться в объеме под действием внешней нагрузки, в частности, давать осадку при воздействии инженерных сооружений. Величина и скорость осадки зависит от величины нагрузки, водонасыщенности пород, типов и размеров в них пустотности.

Как видно в табл. 7.1, большое сопротивление сжатию оказывают магматические, в особенности интрузивные и метаморфические породы. Меньшей прочностью характеризуются уплотненные и сцементированные осадочные обломочные породы.

Разрушение горных пород при неупругих деформациях происходит в форме сдвига и отрыва. Сопротивление сдвигу характеризуется величиной угла внутреннего трения tp, отрыву — величиной сцепления С.

Угол внутреннего трения (р — угол прямолинейной части диаграммы, показывающей зависимость сопротивления горных пород к сдвигу. Угол внутреннего трения является показателем сил трения в горных породах, возникающих при явлениях сдвига.

При повышении значения (р возрастает сопротивление породы сжатию (уплотнению).

В отличие от седиментации и последующего уплотнения осадков, связанного с геологическими процессами (диагенезом и катагенезом), в инженерной геологии рассматривается понятие уплотнение горных пород. Оно отражает повышение их плотности за счет уменьшения пористости под воздействием внешних нагрузок. С увеличением плотности повышается несущая способность горных пород, уменьшаются фильтрация и водопоглощепие.

Деформация сжатия сыпучих пород, в которых давление передастся дискретно через микроконтакты отдельных минеральных частиц в основном носит неупругий характер. При этом происходит уплотнение породы за счет перегруппировки ее частиц. Упругая деформация сжатия связана с деформацией минеральных зерен и их агрегатов, слагающих горную породу.

Сцепление — взаимное притяжение частиц пород, вызываемое действием сил структурных связей — молекулярных, цементационных, кристаллических и других.

Сцепление и угол внутреннего трения при прочих равных условиях зависят от гранулометрического состава.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >