Разрушение породы наступает тогда, когда касательные напряжения превышают внутренние силы сопротивления (трение, сцепление).
Сопротивление сдвигу песчаных пород зависит от трения (рис а), глинистых– от трения и сцепления (рис. б).
Сопротивлениесдвигупесчаныхпородопределяетсяпоформуле
τ = Р *tgϕ∙, МПа
а сопротивление сдвигу глинистых пород:
τ = Р *tgϕ∙+С, МПа
где угол φ – угол внутреннего трения, С – силы сцепления; Р – нагрузка.
Прочность глинистых пород в инженерной геологии принято оценивать коэффициентом сдвига F – тангенсом угла сдвига, который определяется графически или рассчитывается по формуле
F= tgϕ+С/Р
Песчаные и глинистые породы очень чувствительны креологическим деформациям. Степень определения ползучести или упругости в грунте зависит от отношения времени действия силы ко времени релаксации, под которым понимается такой промежуток времени, в течение которого напряжение уменьшается на определенную величину.
Механические свойства определяют поведение горных пород при воздействии на них внешних усилий– нагрузки.
Дополнительные специальные характеристики.
К числу специальных характеристик относят:
Крепость горных пород– сопротивление разрушающим усилиям.
Коэффициент крепости – это сопротивление раздавливанию кубика горной породы, равное 100 кг/см2.
Твердость характеризуется сопротивлением, оказываемым горной породой при проникновении в нее другого тела. Определяется по шкале Мооса.
Истираемость, износ,абразивность – используются при изысканиях для строительства дорог. Определяется путем испытания образца на вращающемся круге для истирания. Должна быть не более 0,4 г/см2.
Износ –прочность щебня. Потеря в весе после испытания в барабане Деваля не должна превышать 4–10 %.
Разрабатываемость – сопротивление разрушению при различных рабочих процессах (копке, бурении, взрывании и т.д)
Буримость – сопротивляемость горных пород разрушению инструментом в процессе бурения. Показатель буримости – длина шпура (мм, см) пробуренного за 1 мин чистого времени бурения.
Разрыхляемость –увеличение объема пород в результате рыхления. Определяют коэффициент разрыхления.
Морозоустойчивость – способность горных пород сохранять физическое состояние и прочность при воздействии отрицательных температур. Морозоустойчивость определяют в морозильных камерах путем 15–25-кратного замораживания и оттаивания горных пород. Прочность может снижаться не более чем на 20–25 %.