Фізико-механічні властивості гірських порід, їх визначення

Це специфічне поводження гірської породи при впливі певних зовнішніх фізичних полів або тел. Ці властивості оцінюються декількома параметрами:

Базові властивостіОсновні параметри

Щільнісні об'ємна маса, пористість

Механічні межа міцності на стиск

межа міцності на розтягання

Об'ємна маса – відношення суми мас твердих часток і води, затисненої в порах, до сумарного обсягу твердих часток і пор.

Питома маса – відношення маси твердих часток до їхнього обсягу.

Об'ємна вага – відношення суми ваг твердих часток і води, затисненої в порах, до сумарного обсягу твердих часток і пор.

Питома вага – відношення ваги твердих часток до їхнього обсягу.

Щільність – відношення загальної маси (твердих, рідких, газоподібної фаз) гірських порід (m) до займаного обсягу (V)

Пористість – відношення загального обсягу пор (V_п) гірської породи до загального обсягу (V_п+V_т), займаному породою, тобто обсягу його пор і мінерального скилета (V_т).

Якщо виразити пористість через щільність γ_об й об'ємну масу δ, те

Коефіцієнт пористості – відношення загального обсягу пор у гірській породі (V_п) до обсягу мінерального скилета (V_т).

де γ_с – об'ємна вага скилета порід, т/м³;

– вага твердих часток, віднесена до суми обсягів твердих часток і пор.

ω – вагова вологість порід.

Вагова вологість порід – це відношення ваги води (q_в) до ваги твердих часток (q_і), тобто

На практиці користуються поняттям вологості порід.

Вологість порід – це відношення маси укладеної в гірській породі води до маси сухої породи.

де m – маса вологого зразка гірської породи, тобто (m= m_т+ m _в), кг.

Коефіцієнт водонасищення – є критерієм ступеня заповнення пор водою.

W – природна вологість;

W_о – повна вологість (гранично можлива).

По ступені вологості розрізняють сухі породи (k_в ≤ 0,5), вологі (0,5 < k_в ≤ 0,8), водонасищення (k_в > 0,8). Породи, що залягають нижче рівня підземних вод, є повністю водонасищеними.

Варто не плутати з коефіцієнтом водонасищення такий показник як коефіцієнт фільтрації (k_ф).

Цей показник характеризує водопроникність порід, тобто здатність гірських порід пропускати воду при наявності перепаду тиску.

Коефіцієнт фільтрації – дорівнює швидкості фільтрації при градієнті напору I=1, виміряється в м/с.

Градієнт напору – відношення різниці напорів ΔН=Н_1-Н2 між двома крапками по напрямку руху потоку до довжини потоку фільтрації L, тобто

Коефіцієнт розпушення

Насипна вага

q_см – вага породи з посудиною, т; q_с – вага посудини, т; V_с – обсяг посудини.

Дата добавления: 2014-10-22