деформационные свойства горных пород

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД И МАССИВОВ 4
2. УПРУГОСТЬ, ХРУПКОСТЬ И ПЛАСТИЧНОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД 7
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД С УЧЕТОМ НЕОДНОРОДНОСТИ ИХ СТРУКТУРЫ 10
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 16
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 17

Есть, приведенная выше формула приобретает вид где - коэффициент (характеристика) разделения дислокаций, который указывает, является неоднородность в точке с определенной координатой. При этом коэффициент может принимать следующие значения: где k - коэффициент пористости породы. Методики содержат немало эмпирических коэффициентов, требующих дополнительных исследований свойств пород. Все величины, входящие в формулу (2), является определенными предварительно для каждой породы отдельно, не требует специальных исследований и экспериментов. Анализируя приведенную формулу, видим, что непрерывная неоднородность существенно уменьшает прочность породы и тем существеннее, чем существеннее выражена неоднородность. Проанализируем, как влияет неоднородность макроструктуры на процесс разрушения породы. Рассмотрим неоднородную плоскость, которая есть в сжатом состоянии (в реальных условиях на массив горных пород действуют силы тяжести, силы порового, гидростатического давления и т.д.). В начальный момент времени среда деформируется в пределах закона Гука, т.е. пластические деформации отсутствуют. При росте интенсивности касательных напряжений в пластических элементах появляются пластические деформации, развитие которых приводит к накоплению микронапряжений, что экранируют внешние усилия и таких, что предотвращают дальнейшее развитие пластической деформации. При дальнейшем росте микронапряжения в пластических элементах настолько возрастает, что это приводит к разрушению связей между зернами, т.е. образованию трещин. Существенную роль при возникновении и развитии микротрещин играют именно различные дислокации, поскольку микротрещина может развиться на границе включения или именно из него. Данные трещины является нерегулярными, неравномерными, всевозможных размеров, то есть их конфигурации является фрактальными кривыми с дробными размерностями (D), при этом величина тем больше, чем более порезанным является берег трещины. Однако, применяя для моделирования трещины фрактальную кривую, надо помнить, что такая поверхность с математической точки зрения является безграничной, а фрактальная кривая является бесконечно извилистой, а эти характеристики являются конечными для трещины. ЗАКЛЮЧЕНИЕСпособность горных пород полностью восстанавливать первоначальную форму после снятия нагрузки называется упругостью. Следует отметить, что распределение горных пород на упругие и пластические достаточно условно: в зависимости от уровня и скорости нагружения одни и те же породные образцы проявляют как упругие, так и пластические свойства.Способность горных пород упруго деформироваться характеризуется следующими показателями, как модуль упругости - Е(модуль Юнга), коэффициент Пуассона - и модуль сдвига - А.При росте напряжений становится возможным затягивание в процесс деформации новых более прочных элементов, однако все трещины будут развиваться в одном направлении. Хрупкое разрушение (возникновение, раскрытие и рост трещины) возникает преимущественно в межзеренных слоях и обусловлено нормальными растягивающими напряжениями. Накопление микроразрушений имеет направленный характер и концентрируется на плоскостях, что является перпендикулярными к направлению растягивающего усилия. Разрушение возможно и на плоскостях, параллельных направлению растяжения (например, при бурении слоистых пород). СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХИСТОЧНИКОВАлексеев А.Д. Разрушение горных пород в поле напряжений. - М.: Недра, 1989. Васютин А.Н. О критерии прочности материала при наличии коротких трещин // Фи зико-химическая механика материалов. - 1988. Т. 24. - № 3-С. 68-74. Вернон, Р.Х. Метаморфические процессы / Р.Х. Вернон - М.: Недра, 1980 - 227 с. Геология, разведка, бурение и добыча нефти. Серия: Для профессионалов и неспециа листов / Хайн Норман Дж. - М.: Олимп- бизнес, 2003. Горшков Л.К. Основы теории упругости и пластичности в разведочном бурения / Л.К. Горшков. - С. Петербург: ГИ, 1992 - 151 с. Делицин, И.С. Структурообразование кварцевых пород / И.С. Делицин - М.: Наука, 1985. - 191 с. Деформационные свойства горных пород при высоких давлениях и температурах / Шрейнер Л.А., Байдюк В.В., Павлова Н.Н. и др. - М.: Недра, 1988 - 158 с. Дидух Б.И. Механика грунтов / Б.И. Дидух // Учебное пособие. - М.: Изд. УДН, 1990 - 92с. Казаков, А.Н. Динамический анализ микроструктурных ориентировок минералов / А.Н. Казаков - Л.: Наука, 1987. - 272 с. Кочетков А.П. Механизм разупрочнения горного массива при распространении взрывных волн // Изв. вузов. Горный журнал. - 1987. - № 4. - С. 63-66. Механика грунтов, оснований и фундаментов / Под ред. С.Б. Ухова. // Для вузов второго изд., Перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2002. - 586 с. Михалюк А.В., Белинский И.В. Напряженно-деформированное состояние породных массивов при внутренних взрывах // Взрывное дело. - М.: Недра, 1976. - Вып. 76/33. - С. 15-24. Новиков В.Ф., Шлык Ю.К. Определение внутренних деформаций горных пород: Мате риалы Всесоюзной конференции «Механика горных пород при бурение». - Грозный, 1986 - С.21. Павлова Н.Н. Трещиноватость и разрушение горных пород. - М.: Наука, 1970. - 96 с. Павлова Н.Н., Шрейнер А.А. Разрушение горных пород при динамических нагрузках. М.: Недра, 1977. Ревуженко А.Ф. Механика упруго-пластических средств и нестандартный анализ / А.Ф. Ревуженко. - М.: Изд. НГУ, 2000 - 428 с. УДК Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Пластичность горных пород. - М.: Недра, 1979 - 301 с.Ставрогин А.Н., Протосеня М.К. Механика деформирования и разрушения горных пород, - М.: Недра, 1992. Страшко В.А., Шматовский Л.Д., ВДО виченко В.П. Зависимость сопротивляемости горных пород разрушению от степени их на пряжённосты и нарушений сплошности. Сер.: Строительство скважин. - М: ВНИИОЭНГ, 1989 - 69 с. Тибилевич, В.М. Анализ напряженно-деформированного состояния вблизи скважины в телах из трансверсально изотропного упругого и вязкоупругих материалов: автореф. дис. на Соискание науч. степени кандидата физико-математических наук по специльносты 01.02.04 Механика деформируемого твердого тела / В.Н. Тибилевич. - Москва, 1999 - 24 с. Шашенко А.Н. Механика горных пород / А.Н. Шашенко // Учеб. Пособие. - М: 2002 - 302 с.