Залежність величини пластичної деформації до руйнування від тиску всестороннього тиску.

Вплив всестороннього стискування і температури на механічні властивості гірських порід.

Тема: Стискуваність гірських порід.

План:

1. В умовах всестороннього стискування механічні властивості гірських порід суттєво змінюються.

При рівномірному всесторонньому стискуванні мінералів і монолітних гірських порід відбувається в основному пружна деформація, при стискуванні пористих порід можливе виникнення залишкових деформацій. Стискуваність мінералів і гірських порід характеризується коефіцієнтом об’ємного стискування. При збільшенні всестороннього тиску коефіцієнт об’ємного стискування майже у всіх мінералах дещо зменшується.

Стискуваність гірських порід, особливо пористих, вища, ніж стискуваність мінералів, причому коефіцієнт об’ємного стискування при збільшенні всестороннього тиску зменшується інтенсивніше, ніж при стискуванні мінералів. Це пояснюється тим, що під впливом всестороннього тиску стискуються не тільки мінерали, але і вся структура породи , скорочується відстань між мінеральними частинками на межах контактів, а в пористих породах зменшується об’єм пор. Одночасно, із зменшенням пористості, знижується також і проникність гірських порід.

Стискуваність гірських порід при всесторонньому тиску веде до збільшення їх об’ємної маси.

2. Збільшення всестороннього тиску перш за все виявляється на пластичності породи. Багато гірських порід, які при атмосферному тиску руйнуються крихко, із підвищенням всестороннього тиску набувають пластичних властивостей. Величина всестороннього тиску при якому починається пластична деформація, неоднакова для різних гірських порід. Границя текучості більшості гірських порід, тобто те напруження, після перевищення якого з’являється пластична деформація, зростає із збільшенням всестороннього стискування і тим значніше, чим менш пластична порода. Для кам’яної солі границя текучості майже не залежить від всестороннього тиску.

Величина пластичної деформації до руйнування зростає із збільшенням всестороннього стискування, причому найбільша у вапняків і найменша у кварцитів; доломіти та пісковики займають проміжне положення.

У гірських породах пластична деформація відбувається в основному внаслідок відносного переміщення зерен. При дуже високому всесторонньому тиску відносне переміщення зерен практично неможливе, пластична деформація відбувається внаслідок ковзання всередині самих зерен і, звичайно, супроводжується зміцненням породи.

Деформаційне зміцнення при внутрішньо кристалічному ковзанні зумовлює збільшення міцності із підвищенням всестороннього тиску.

З підвищенням температури зростає здатність гірських порід до пластичної деформації, але одночасно знижується границя текучості і міцність породи. Іноді вплив температури настільки значний, що повністю знімається ефект приросту міцності внаслідок підвищення всестороннього тиску.

Підвищення температури особливо позначається на зниженні міцності ряду хемогенних порід (бішофіт, галіт).

Пружні властивості гірських порід з підвищенням температури суттєво не змінюється. Модуль пружності дещо зростає, а коефіцієнт Пуассона практично майже не змінюється.