Неоднорідність гірських порід

Тіла, що мають однакові показники властивостей в усіх напрямах називають ізотропними.

Анізотропними називають тіла, в яких показники властивостей однакові в паралельних і неоднакові в непаралельних напрямах.

Породи впорядкованих текстур є, як правило, анізотропними. Властивості порід невпорядкованої текстури (наприклад, масивно-кристалічні) є приблизно однаковими в усіх напрямах. В задачах механіки гірських порід такі породи можна розглядати як квазіізотропні .

Через те, що більшість осадових гірських порід є полі мінеральними, і, як правило ніяких закономірностей в розподілі окремих мінералів в них немає, гірські породи є тілами неоднорідними за мінералогічним складом.

В своїй більшості гірські породи різнозернисті, причому зерна в загальній масі розподілені випадково. В одному місці сконцентровані, наприклад, великі зерна, а інших – дрібні чи середнього розміру. Це є причиною неоднорідності порід за розподілом мінеральних частин в їх масі.

Розподіл пор в масиві порід також має випадковий характер як за розміром, та і за формою і мірою сполученості. Помічено, що в площині залягання пластів пори з’єднані краще, ніж по підняттю пластів. Таким чином, породи неоднорідні і за пористістю.

Ущільненість порід залежить від глибини їх залягання: чим глибше залягає порода, тим вона більше ущільнена. Крім того, ущільнення порід залежить від характеру складчастості і розташування на структурі – на крилах складок породи більш ущільнені, чим в склепінні.

При динамічних і фізико-хімічних процесах, що відбуваються в земній корі, в породах виникають тріщини, різні як за величиною, так і за напрямом. Їх розподіл в масиві випадковий, тому гірські породи неоднорідні і за тріщинуватістю.

Природно, що вплив неоднорідностей на деформування конкретних об’єктів неоднозначний. Ступінь впливу тієї чи іншої неоднорідності визначається співвідношенням розмірів структурних блоків і геометричних параметрів об’єктів, що деформуються. Неоднорідності суттєво впливають на деформування гірничого об’єкту, якщо його масштаб спів розмірний з розмірами блоків, утворених структурними неоднорідностями.

Отже, неоднаковість показників властивостей гірських порід залежно від абсолютних геометричних розмірів ділянок породного масиву, зумовлена проявом різних неоднорідностей, називають масштабним ефектом.

Таким чином, неоднорідність порід суттєво впливає на їх поведінку при проведенні гірничих робіт. Неоднорідність порід і анізотропія властивостей утруднює вибір загальних моделей, отримання аналітичних залежностей, які адекватно і задовільно описують механічні процеси.

Дата добавления: 2014-01-11