Механические свойства горных пород - раздел Геология, Раздел 1. Основы инженерной геологии и гидрогеологии Определяют Их Поведение Под Воздействием Внешних Усилий – Нагрузки. В Песчаны...
Определяют их поведение под воздействием внешних усилий – нагрузки. В песчаных и других обломочных и глинистых породах при этом происходит изменение внутреннего сложения и объема (уплотнение), т.е уменьшение пористости и увеличение концентрации минеральных частиц в единице объема. Чем значительнее эти изменения пород под воздействием определенной нагрузки, тем большей деформируемостью они обладают. Когда под влиянием внешних усилий в породах возникают касательные силы, превышающие сопротивление сдвига, порода начинают разрушаться, наступает потеря прочности.
Следовательно, механические свойства песчаных и глинистых пород как и любых других, характеризуются их деформируемостью и прочностью. Их выражают деформационными и прочностными показателями: деформируемость – показателями сжимаемости (деформируемости), а прочность – сопротивлением сдвигу. Они позволяют прогнозировать осадки сооружений, определять устойчивость пород в их основании, а при конструировании фундаментов предельно использовать несущие способность грунтов.
Показателями, выражающие сопротивление пород сдвигу, дают возможность проектировать заложение откосов плотин, насыпей, дамб, бортов карьеров с минимальным объемом земляных работ, определять устойчивость склонов и оползней, определять рациональное сечение и устойчивость различных сооружений в т.ч. бетонных плотин. Поэтому изучению деформационных и прочностных свойств песчаных и глинистых пород необходимо уделять особенно большое внимание.
Сжимаемостью породы называют ее способность к уменьшению объема под воздействием нагрузки.
При сжатии породы вертикальной нагрузкой в условиях свободного бокового расширения при одноосном сжатии относительной деформацией (е) называют отношение величины абсолютного уменьшения нагруженного образца (Δh) к его начальной высоте (h0)
е=Δh/h0 (15)
Зависимость между напряжением (δ) и величиной относительной деформации (е) при нагрузках меньше предела пропорциональности определяется выражением:
δ=Ее (16)
Е – модуль упругости.
При сжатии образца вертикальной нагрузкой происходит увеличение диаметра (d0) его поперечного сечения на абсолютную величину (Δd). Отношение еn=Δd/d0 (17) есть относительная деформация в поперечном направлении.
Отношение еn/е=М (18) для данного материала является величиной постоянной и называется коэффициентом поперечной деформации – коэффициентом Пуассона.
Сопротивление сдвигу.
Прочностные свойства пород определяются рядом показателей, относящихся к категории прямых расчетных показателей. Прочность пород характеризуется способностью сопротивляться сдвигающим усилиям (сопротивление к сдвигу). Сдвигом называется процесс деформации и разрушения породы вследствие смещения одной ее части относительно другой. Сдвиг по данной площадке вызывается касательным напряжением к ней. Сопротивление сдвигу зависит от величины вертикальной нагрузки, приложенной к образцу. Прочность пород оценивается в основном по теории Мора, согласно которой разрушение тела происходит при определенном предельном соотношении нормальных и касательных напряжений.
Изучение обломочных несвязных пород показывает, что уравнение, характеризующее их сопротивление сдвигу часто имеет вид: т=с+fδн (19),
где
т – сопротивление сдвигу, МПа
с – параметр, характеризующий начальное сопротивление сдвигу
δн – нормальное давление
f – коэффициент внутреннего трения.
Эта зависимость установлена Кулоном в 1773 г. и для несвязных пород формулируется так: «Сопротивление рыхлых несвязных пород сдвигу есть сопротивление трению, прямо пропорциональному давлению». Это один из основных законов механики для песчаных и других несвязных пород.
Дисциплина Инженерная геология и е связь с другими естественными и техническими науками Роль инженерной геологии... Краткие сведения о развитии инженерной геологии как науки Особая роль... Строение Земли Понятие о геосферах Химический состав и физические свойства стр...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Механические свойства горных пород
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Роль инженерной геологии.
Предмет и задачи инженерной геологии, основные этапы развития, связь с другими геологическими науками. Основные направления инженерной геологии и ее современная структура.
Возникновение ин
Возникновение грунтоведения и механики грунтов.
В 20-е годы ХХ в. возникло новое направление в изучении почв и горных пород — грунтоведение. Предпосылками для его возникновения явились: генетический подход, разработанный В. В. Докучаевым в почво
Строение и химический состав Земли. Понятие о сферах Земли.
Земля, на которой мы живём, существует миллиарды лет. История Земли очень длинная и запутанная. Она богата разными событиями. Эта история записана в пластах земной коры, являющихся памятниками далё
Минералогия.
Знание минералогии необходимо для освоения разделов инженерной геологии, механики грунтов, так как практически все природные, глубинные и поверхностные процессы связаны с преобразованиями горных по
Образование.
По геологическому образованию минералы подразделяются на: эндогенные и экзогенные.
Эндогенные – глубинные, связанные с внутренней энергией Земли. Образование обусловлено м
Физические свойства минералов.
морфологические особенности ( форма кристаллов); оптические (цвет, прозрачность, блеск, цвет черты); механические (спайность, излом, твёрдость); плотность; магнитность; радиактивность.
Горные породы.
3.1. Магматические горные породы ( 1) стр.36-45-57
3.2. Осадочные породы ( 1) стр. 36-45, 45-53, 57-60, 163-168, 168-170
3.3. Метаморфические горные породы ( 1) стр. 53-57, 270-28
МАГМАТИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
Магматические горные породыили изверженные породы образуются в результате застывания и кристаллизации магмы при внедрении ее в земную кору или при излиянии на поверхность в результ
Осадочные горные породы
Осадочные горные породы образуются из продуктов разрушения любых других пород, жизнедеятельности организмов и выпадения из воздушной или водной среды материалов любого происхождения. Во всех случая
Метаморфические горные породы
Метаморфические горные породы образуются путем перекристаллизации в глубоких зонах земной коры различных магматических и осадочных пород. Эти изменения происходят под влиянием высокой температуры и
Физико-механические свойства горных пород.
Способ вскрытия и система разработки, конструкция горных выработок, их устойчивость, скорость проходки, устойчивость отвалов многие другие важные вопросы, связанные с освоением месторождений полезн
Закономерности пространственной изменчивости свойств грунтов.
Закономерности распространения геологических тел, геологическое строения тех или иных территорий связаны с геологической историей их развития, с условиями образования и существования пород в земной
Применение горных пород в строительстве.
В зависимости от структуры пород, прочности, вязкости, несущей способности, горные породы используются в качестве строительного и облицовочного материала, при устройстве дамб, насыпей, оснований и
Внутренняя динамика Земли.
Внутренняя динамика: дислокации (землетрясения). Платформы, геосинклинали.
Формирование технически важных свойств грунтов происходит в результате и на фоне борьбы двух мощных стихий: внешн
Происхождение пород.
3 типа: изверженные, осадочные и метаморфические.
Изверженные породы относятся к категории скальных. Их отличает высокая прочность (100 и 1000 кгс/см2). Они
Региональная геология, формации и фации.
Формациями называют естественный комплекс пород, формирование которого управлялось общим для них ходом тектонических процессов. Каждая формация характеризуется определёнными специфическими связями
Основные типы грунтов и особенности строения грунтовых толщ.
Строители делят грунты на скальные и нескальные. Деление условное – как взбалтывать. Есть породы, которые в сухом состоянии подобны камню, например глинистый сланец. В СНиПе есть формльное определе
Основные строительные категории грунтов.
Крупнообломочные – трудно разрабатывать, цементация невозможна, сваи не идут.
Песчаные. Песок (крупный и мелкий): как объект производства работ и с точки зрения основания.
Основы гидрогеологии.
Вода – минерал. Классификация, закон движения подземных вод, коэффициент фильтрации, требования к питьевой и промышленной воде, агрессивность к бетону и металлу.
В связи с тем, что решения
Для характеристики инженерно-геологических условий
строительства важно чётко определить геологическое задание.
Должны быть освещены:
1) Строение верхней части грунтовой толщи, участвующей, так или иначе, в работе
Основные типы грунтов и особенности строения грунтовых толщ.
Строители делят грунты на скальные и нескальные. Деление условное – как взбалтывать. Есть породы, которые в сухом состоянии подобны камню, например глинистый сланец. В СНиПе есть формльное определе
Основные строительные категории грунтов.
1. Крупнообломочные трудно разрабатывать, цементация невозможна, сваи не идут.
2. Песчаные. Песок (крупный и мелкий): как объект производства работ и с точки зрения основания. Песок в отко
Общая систематизация методов инженерно-геологических исследований.
В ходе инженерно-геологических исследований обычно изучают набор свойств геологической среды – компонентов инженерно-геологических условий. Для этого требуется сочетать отдельные методы в едином ко
Наземные и аэровизуальные наблюдения.
Метод наземных визуальных геологических наблюдений — традиционный общегеологический метод. Он сопровождается простей¬шими измерениями некоторых показателей свойств геологической среды (элементов за
ГОРНЫЕ И БУРОВЫЕ РАБОТЫ
При проведении инженерно-геологических исследований прибегают к проходке горных выработок. Горные выработки проходят с целью: 1) изучения геологического строения, проявлений тектонических процессо
В ШУРФАХ И СКВАЖИНАХ
Испытания грунтов жесткими штампами проводят с целью определения деформационных характеристик песчано-глннистых и крупнообломочных грунтов.
Сущность метода заключается в натурном моделиров
ПОЛУЧЕНИЯ ДАННЫХ О СВОЙСТВАХ ГОРНЫХ ПОРОД И ГРУНТОВ
Методы получения инженерно-геологической информации включают обширный комплекс лабораторных методов определения физико-механических свойств пород изученных ранее.
A. Основные методы лабора
Словарь понятий и терминов
Геологические термины и понятия описаны кратко, включают только общее значение и не претендуют на полноту характеристики.
АБРАЗИЯ – процесс механического разрушения волнами и течениями кор
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов