Механические свойства горных пород.

Лекция 5.

Участок оа – участок не линейный закрытие деформации в породе.

Участок ав – прямолинейный, упругое деформирование.

Участок вс – с права линейный с лева уже не линейный, происходит рост вертикальных трещин.

сd – предел длительной прочности.

- предел длительной прочности.

Участок сd – рост необратимых деформаций, пластический участок, точка d разрушение образца.

- предел прочности на сжатие (кратковременный).

Участок de – снижение напряжений, запредельные деформации.

Участок ек – руинное разрушение образца.

Процесс увеличения объёма породы при разрушении называется дилатансия.

В отдельные периоды разрушение породы может происходить и без увеличения объема (возникают новые трещины, а старые закрываются).

 

 

Деформирование рыхлых пород.

 

Испытание рыхлых пород на деформируемость называется компрессионными испытаниями.

 

 

S

P

 

 

 

Сжатие рыхлых пород под нагрузкой может происходить с возможностью бокового расширения и без неё.

S – сжимаемость рыхлой породы стенки сосуда ограничивают возможность бокового расширения.

 

Компрессионная кривая рыхлой породы:

 

- без возможности бокового расширения.

- с возможностью бокового расширения.

 

Упругие свойства горных пород.

1. Предел упругости , Па (смотри деограмму деформирования).

2. Модуль упругости Е, Па.

3. Коэффициент Пуассона , ед. – это коэффициент пропорциональности между относительной продольной и относительной поперечной деформацией.

4. Модуль сдвига G, Па

5. Модуль объемного сжатия К, Па

,

 

 

Вещество	E, МПа		К, МПа
Минералы	103 - 106	0,07 – 0,47	4×102 - 6×106
Вода			2,2×103
Воздух			0,16
Лёд	1,3 × 104	0,3 – 0,4	1,4× 104

 

Пластические свойства горных пород.

За пределом упругости происходят необратимые пластические деформации.

 

; ; ;

; ; .

E_деф - применяется более общий показатель характеризующий деформирование породы до разрушения. Модуль деформации.

E_пл - модуль пластичности.

П – коэффициент пластичности равный отношению полной деформации к упругим (число пластичности).

К_хр – коэффициент хрупкости равный отношению работы упругого деформирования к общей работе до разрушения.

- модуль сдвига.

 

 

Реологические свойства горных пород.

Эти свойства описывают поведение, и характеристики горных пород во времени.

Известно два реологических явления:

1). Ползучесть.

2). Релаксация напряжений.

Ползучесть – это явление, когда при постоянном напряжении меньшем предела упругости деформации нарастают (во времени).

 

 

Релаксация – это явление, когда при постоянной деформации уровень напряжений снижается (во времени).

 

Релаксация

 

 

Лекция 4

 

 

Для математического описания процессов, протекающих в породном массиве вследствие проведения выработок, в механике горных пород используют, как правило, соотношения механики сплошного деформируемого тела: теории упругости, пластичности и ползучести.