Практическое назначение геомеханики

Слайд 7

Проектирование инженерных конструкций подземных сооружений (геомеханика)

Слайд 8

Проектирование инженерных конструкций подземных сооружений (механика подземных сооружений)

Слайд 9

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Горные породы – естественные минеральные агрегаты более или

менее постоянного состава, сформировавшиеся в результате геологических процессов и залегающие в земной коре в виде самостоятельных литологических разностей
Литологическая разность – часть земной коры, сложенная одноименной горной породой.
Массив горных пород (породный массив) - связанная часть земной коры, сложенная одной или несколькими литологическими разностями, в пределах которой локализуются все механические процессы, обусловленные горными работами.

Слайд 10

Образец горной породы – часть горной породы, изъятая из естественно залегающей

литологической разности для экспериментального определения ее свойств, размеры которой больше элементарного объема горной породы.
Элементарный объем горной породы – наименьший объем горной породы, который сохраняет все ее свойства.
Образец массива горных пород – часть массива горных пород, изъятая из естественного залегания для экспериментального определения его свойств, технически доступные размеры которой обычно меньше размеров элементарного объема массива горных пород.

Слайд 11

Элементарный объем массива горных пород – наименьший объем массива, который сохраняет

все его свойства.
Механические свойства горной породы – это класс физических свойств, характеризующий поведение горной породы в условиях различных механических воздействий.
Механические свойства образца горных пород – это механические свойства части горной породы, изъятой из естественно залегающей литологической разности и имеющей размеры не менее элементарного объема горной породы.

Слайд 12

Механические свойства массива горных пород – это класс физических свойств, которые

характеризуют поведение массива в условиях различных механических воздействий и которые, как правило, не могут быть определены как механические свойства технически доступных образцов массива.
Механические свойства образца массива горных пород – это механические свойства части массива, изъятого из естественного залегания и имеющего размер обычно меньше элементарного объема массива.
Геомеханические процессы – это механические процессы деформирования, перераспределения напряжений и разрушения.

Слайд 13

Проявления геомеханических процессов – это инструментально или визуально наблюдаемые реализации геомеханических

процессов в виде смещений, обрушений, горных ударов и т.д., как правило, осложняющие технологию горных работ, а в некоторых случаях используемые для ее совершенствования.
Геомеханическое состояние – это совокупность показателей, характеризующих деформируемость, прочность и устойчивость массива при определенном силовом воздействии, т.е. характеризующих уровень развития геомеханических процессов деформирования, перераспределения напряжений и разрушения.
Устойчивость подземных сооружений – это их способность сохранять заданную форму и размеры в течение всего срока службы.

Слайд 14

Классификации горных пород
Особенности минерального строения
Минеральные агрегаты – полиминеральные (чаще всего) и

мономинеральные (соли).
Породообразующие минералы в порядке убывания прочности
Кварцевые (кварциты, песчаники)
Силикатные (полевой шпат, пироксен, слюда)
Карбонатные и глинистые (кальцит, доломит)
Легкорастворимые (гипс, галит)
Помимо минерального строения механические свойства горных пород зависят от их строения – прежде всего структуры и текстуры.
Структура - степень кристаллизации пород, размеры и форма минеральных зерен и характер связей между ними.
По степени кристаллизации – полнокристаллические, неполнокристаллические, стекловатые, порфировые, обломочные.
По размерам минеральных зерен – от гигантозернистых (слюдяные пегматиты с размерами зерен свыше 100 мм) до мелкозернистых с размерами зерен до 1 мм (углевмещающие породы – песчаники, алевролиты, аргиллиты).
Характер структурных связей между минеральными связями (прежде всего состав цементирующего вещества) – кремнистый, железистый, известковистый, глинистый в порядке убывания прочностных свойств.
Текстура – взаимное расположение структурно-однотипных частей породы. Текстура упорядоченная (формирует анизотропию прочностных свойств) и неупорядоченная – породы квазиизотропные (почти изотропные) с показателями механических свойств, не зависящими от направления силового воздействия. Массивная, пористая

Слайд 15

Общие сведения о классификации горных пород
Общая геомеханическая классификация горных пород (на

классы)
Твердые, в которых минеральные частицы жестко связаны между собой, обычно с помощью цементирующего вещества, что обеспечивает сохранение формы. Граниты, базальты, песчаники, известняки, аргиллиты, алевролиты.
Связные или пластичные, в которых минеральные частицы связаны водно-коллоидной связью, что изменяет степень их пластичности при насыщении водой. Глины, суглинки, слабые глинистые сланцы.
Раздельно-зернистые или сыпучие, в которых связи между минеральными частицами отсутствуют или ничтожно малы. Пески, гравийно-галечные отложения, техногенные отвалы пород.
Текучие, в которых минеральные частицы разобщены водой и способны перемещаться с этой водой. Насыщенные водой пески, глины или суглинки.
Геомеханическая классификация горных пород по коэффициенту крепости
f = R/10 (прочность образца горной породы на одноосное сжатие R в МПа) в первом приближении. Все породы разделены на 10 категорий.
I и II категории - породы высшей крепости с f >15. Кварциты, базальты.
III и IV категории – крепкие породы с f = 8-15. Граниты, песчаники.
V категория – породы средней крепости с f =3-8. Крепкие глинистые сланцы, некрепкие известняки и песчаники, конгломераты.
VI и VII категории – мягкие породы с f = 0.8-2. Уголь, глины, соли, мягкие сланцы.
VIII – Х категории – землистые, сыпучие и плывучие грунты с f = 0.3-0.6. Торф, лесс.

Практическое назначение геомеханики

Содержание

Рекомендуемая литература для курсов Геомеханика, Механика подземных сооруженийБаклашов И.В. Геомеханика: Учебник для

Нормативные документы 1. Федеральный закон РФ ФЗ №384 от 30 декабря 2009г.

Основные положения и определенияГеомеханика как наука и научная дисциплина является фундаментальной