Прочностные характеристики ГП

Пластические и реологические свойства ГП

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА горных пород — совокупность свойств, определяющих способность горных пород изменять во времени напряжённо-деформированное состояние в поле действия механических сил. К основным реологическим свойствам относятся: упругость, пластичность, прочность, вязкость,ползучесть, релаксация напряжений.

Реологические свойства характеризуют изменение (рост) во времени деформаций в горных породах при постоянном напряжении (явление ползучести) либо изменение (падение) напряжений при постоянной деформации (явление релаксации). Ползучесть и релаксация напряжений связаны с переходом упругих деформаций в пластические, необратимые.

Проявление реологических свойств в значительной мере зависит от типа породы, влажности, трещиноватости, температуры, но решающим является уровень напряжённого состояния. Реологические свойства и их параметры широко используются при исследовании механических процессов в массиве горных пород, в расчётах при оценке прочности и устойчивости горных выработок, бортов карьеров, скважин, целиков, горнотехнических сооружений и др.

ПЛАСТИЧНОСТЬ горной породы (от греч. plastikos — годный для лепки, податливый, пластичный * а. rosk plasticity; н. Plastizitat der Gesteine; ф. plasticite des roches; и. plasticidad de rocas) — свойство горных пород необратимо деформироваться без микроскопических нарушений сплошности под действием механической нагрузки. Пластичность увеличивается с ростом температуры и давления. Наиболее пластичные горные породы — глины, графит, каменная соль и некоторые др. Под давлением 0,98-1,96 МПа гранит и диабаз становятся пластичными.

ПРОЧНОСТЬ горных пород — свойство горных пород в определённых условиях, не разрушаясь, воспринимать воздействия механических нагрузок, температурных, магнитных, электрических и других полей, неравномерное протекание физико-химических процессов в разных частях горных пород и др. Применительно к горным породам, когда имеют место сложные процессы механического разрушения (зарубка, отбойка, бурение и т.д.), чаще используется технологический термин "крепость горных пород".

Различают прочность: теоретическую — вычисленную на основе учёта сил межатомного сцепления (она равна приблизительно 1/6 модуля продольной упругости); статическую — свойство горных пород воспринимать коротковременную нагрузку, приложенную с постоянной скоростью; динамическую — свойство горных пород воспринимать, не разрушаясь, динамическую нагрузку; длительную — прочность твердых пород, находящихся длительное время под нагрузкой; остаточную — уровень сохранившейся несущей способности разрушенных горных пород, равный соответствующим минимальным напряжениям при данной величине деформации, которую порода выдерживает без дальнейшего деформирования и разрушения; электрическую — определяемую значениями напряжения пробоя.

Показателями, характеризующими прочность горных пород для различных случаев, являются: пределы прочности пород на сжатие scж, растяжение sp, сдвиг tcдв, изгиб tизг, а также текучести sтeк, ползучести sпoлз и др.

Теория прочности разрабатывалась многими выдающимися учёными, среди которых были Галилей, Сен-Венан, Кулон, Максвелл, Mop, Риттингер и др. В расчётах распространение получила теория прочности А. А. Гриффитса, согласно которой