Вплив внутрішніх і зовнішніх чинників на фізичні властивості гірських порід
Аналіз впливу мінералогічного складу, речовинного поля, рідин і тепла чи холоду на властивості гірських порід. Причини виникнення напруження і різноманітних змін в породі. Опис поняття "тензор деформації" та правил складання його типових графіків.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | лекция |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 19.07.2017 |
| Размер файла | 15,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Вплив внутрішніх і зовнішніх чинників на фізичні властивості гірських порід
Механічні напруження (тиск) в значущому ступені впливають на зміну фізичних властивостей гірських порід. Причиною цієї зміни є порушення первинної будови гірських порід. Залежно від характеру тиску (одноосне, двовісне, усестороннє і т. д.) ці порушення зв'язані або з ущільненням породи, стисненням пір і освітою в породі системи тріщин і т.д.
Найбільша ущільнююча дія на породи чинить гідростатичний тиск. Із збільшенням ущільнення збільшуються площі каналів, по яких передаються напруження і енергія і зростають міцність, пружні властивості і ін.
В гірському виробництві зустрічаються як штучні механічні напруження, створювані в основному з метою руйнування гірської породи, так і природні - гірський тиск, обумовлений вагою вище розміщених шарів і бічним тиском вміщаючих порід; тиск газів і води в масивах порід, термічних напружень, що виникають під впливом тепла в масивах, тектонічні напруження, пов'язані із зсовуванням гірських порід.
Вплив речовинного поля на властивості гірських порід позначається в 2-х напрямах: як складова частина породи і як фізико-хімічне активне середовище, що впливає на мінеральний скелет.
Ступінь дії рідин найбільша при рихлих, зв'язних і деяких слабозцементованих скельних порід.
Зовнішні чинники:
1. Зовнішнє силове поле
2. Температурне поле
3. Вологість
Теплове поле викликає зміну властивостей порід під впливом раз особистих термодинамічних процесів, що відбуваються в них при підвищенні температури. мінералогічний гірський порода деформація
Виділяють два види дії теплового поля. Перший вигляд пов'язаний з виникаючими в породах термічними напруженнями через нерівномірне теплове розширення мінералів. Другий вигляд - обумовлений різними фізичними і термохімічними перетвореннями мінеральної породи.
Під впливом низьких температур також відбувається зміна внутрішньої будови порід і сил, зв'язків між окремими частинками приводить до зміни властивостей порід в різних напрямах.
Напруження і деформація в гірських породах.
Під впливом зовнішніх сил тіло змінює форму і об'єм, в результаті цього в ньому виникають внутрішні сили, прагнучі до відновлення колишньої форми. Поверхнева густина сили, що виникає в кожному елементі тіла, називається напруженням.
Напруження - величина векторна. Вона залежить від внутрішніх властивостей породи (сил і характеру зв'язків між частинками), форми зразка і дії зовнішніх сил.
Сили, діючі в одному напрямі, викликають в зразку лінійний напружений стан, діючий в 2-х напрямах, але в одній площині - плоский напружений стан, а в решті випадків - об'ємний напружений стан.
F - сила, діюча на одиницю площі
S - площа, на яку діє сила
Для визначення ступеня напруженості при об'ємній напрузі використовують тензор напруження.
В елементарному кубику породи, що знаходиться в напруженому стані можна виділити дев'ять компонентів напружень - 2 дотичних і одне нормальне на кожній грані кубика. Всі вони представляють одну фізичну величину, звану тензором напружень.
Тензор першого рангу - це величина, визначувана в будь-якій системі координат сукупністю 3 чисел
- нормальні напруження
- дотичні напруження
Напружений стан будь-якого твердого тіла в будь-якій площині можна охарактеризувати діючим в ньому нормальними і дотичними напруженнями.
Тензор деформації.
Напруження в породах можуть виникати під дією не тільки зовнішніх сил, але і різних фізичних полів.
Під впливом зовнішніх сил, гірська порода випробовує зміни лінійних розмірів, об'єму і форми, які називаються деформаціями.
Деформації, відповідні нормальним напруженням, виражаються через відносну зміну лінійних розмірів зразка.
де та - довжина зразка, відповідно в деформованому і недеформованому стані.
Деформації, відповідні дотичним напруженнями виражаються через кут зсуву граней зразка, величина деформації зсуву визначається
Деформації подовження і зсуву можна розкласти на складові по осях координат.
Тензор деформацій, що визначає стан деформації в будь-якій крапці:
Деформації можуть бути не руйнуючими і руйнуючими.
Руйнуючі - приводять до розділення породи на окремі частини.
Не руйнуючі - змінюють розміри, форму і об'єм породи без порушення її цілісності. Вони пружні і пластичні.
При збільшенні напруження можна спостерігати три області деформації породи:
1 - пружну;
2 - пластичну;
3 - руйнуючу.
0В і 0В? - зона пружних деформацій; В?С і 0С? - зона пластичних деформацій; В, С, С? - момент руйнування гірської породи.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Розкривні роботи, видалення гірських порід. Розтин родовища корисної копалини. Особливості рудних родовищ. Визначальні елементи траншеї. Руйнування гірських порід, буро-вибухові роботи. Основні методи вибухових робіт. Способи буріння: обертальне; ударне.
реферат [17,1 K], добавлен 15.04.2011Магматичні гірські породи, їх походження та класифікація, структура і текстура, форми залягання, види окремостей, будівельні властивості. Особливості осадових порід. Класифікація уламкових порід. Класифікація і характеристика метаморфічних порід.
курсовая работа [199,9 K], добавлен 21.06.2014Ізотопні методи датування абсолютного віку гірських порід та геологічних тіл за співвідношенням продуктів розпаду радіоактивних елементів. Поняття біостратиграфії, альпійських геотектонічних циклів та Гондвани - гіпотетичного материку у Південній півкулі.
реферат [30,8 K], добавлен 14.01.2011Виникнення історичної геології як наукового напряму. Методи встановлення абсолютного та відносного віку гірських порід. Методи ядерної геохронології. Історія сучасних континентів у карбоні. Найбільш значущі для стратиграфії брахіоподи, гоніатіти, корали.
курс лекций [86,2 K], добавлен 01.04.2011Практичне використання понять "магнітний уклон" і "магнітне відхилення". Хімічні елементи в складі земної кори. Виникнення метаморфічних гірських порід. Формування рельєфу Землі, зв'язок і протиріччя між ендогенними та екзогенними геологічними процесами.
контрольная работа [2,7 M], добавлен 15.06.2011Геологічна будова та історія вивченості району робіт. Якісні і технологічні характеристики та петрографічний опис гірських порід, гірничотехнічні умови експлуатації. Попутні корисні копалини і цінні компоненти і результати фізико-механічних досліджень.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 07.09.2010Геометризація розривних порушень. Відомості про диз’юнктиви, їх геометричні параметри та класифікація. Елементи зміщень та їх ознаки. Гірничо-геометричні розрахунки в процесі проектування виробок. Геометризація тріщинуватості масиву гірських порід.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 19.09.2012Характеристика Скелеватського родовища залізистих кварцитів Південного гірничо-збагачувального комбінату, їх геологічна будова. Початковий стан гірничих робіт. Підготовка гірських порід до виїмки. Організація буропідривних робіт. Техніка безпеки.
курсовая работа [40,6 K], добавлен 16.03.2014Загальна характеристика геофізичних методів розвідки, дослідження будови земної кори з метою пошуків і розвідки корисних копалин. Технологія буріння ручними способами, призначення та основні елементи інструменту: долото для відбору гірських порід (керна).
контрольная работа [25,8 K], добавлен 08.04.2011Геологічна характеристика району та родовища. Основні комплекси гірських порід. Одноковшева мехлопата ЕКГ-5А. Екскаваторні (виїмково-навантажувальні) роботи. Внутрішньокар’єрний транспорт. Відвалоутворення, проходка траншей, розкриття родовища, дренаж.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 07.06.2015Фізико-географічна характеристика Північно-Західного Причорномор’я. Основні тенденції змін клімату у межиріччі. Визначення змін кліматичних чинників формування стоку та характеристик стоку річок. Попередній аналіз даних гідрохімічного складу вод.
курсовая работа [682,9 K], добавлен 22.12.2014Геологічна та гірничотехнічна характеристика родовища. Підготовка гірських порід до виймання. Розкриття родовища відкритим способом. Система розробки та структура комплексної механізації робіт. Робота кар'єрного транспорту. Особливості відвалоутворення.
курсовая работа [136,1 K], добавлен 23.06.2011Особливості розробки кар’єру з річною продуктивністю 1206 тис. м3 в умовах Малинського каменедробильного заводу. Проектування розкривного уступу по м’яких породах та уступів по корисній копалині. Вибір обладнання та технології видобутку гірських порід.
курсовая работа [885,0 K], добавлен 25.01.2014Історія розвідки і геологічного вивчення Штормового газоконденсатного родовища. Тектоніка структури, нафтогазоводоносність та фільтраційні властивості порід-колекторів. Аналіз експлуатації свердловин і характеристика глибинного та поверхневого обладнання.
дипломная работа [651,9 K], добавлен 12.02.2011Різновиди води в гірських породах, оцінка її стану та основні властивості. Класифікації підземних вод за критерієм умов їх формування та розповсюдження. Методика та головні етапи розрахунку притоку підземних вод до досконалого артезіанського колодязя.
контрольная работа [15,4 K], добавлен 13.11.2010Ознайомлення з походженням, петрографічними особливостями, мінеральним складом кімберлітів. Властивості кімберлітів і трубок вибуху. Широкі варіації породоутворюючих оксидів, властиві для кімберлітових порід. Розріз кори вивітрювання кімберлітової трубки.
курсовая работа [974,1 K], добавлен 03.12.2014Вибір засобу виймання порід й прохідницького обладнання. Навантаження гірничої маси. Розрахунок металевого аркового податливого кріплення за зміщенням порід. Визначення змінної швидкості проведення виробки прохідницьким комбайном збирального типу.
курсовая работа [347,5 K], добавлен 19.01.2014Геологічний опис району, будова шахтного поля та визначення групи складності. Випробування корисної копалини і порід, лабораторні дослідження. Геологічні питання буріння, визначення витрат часу на проведення робіт. Етапи проведення камеральних робіт.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 24.11.2012Причини утворення та фізико-хімічні властивості водонафтових емульсій. Вибір ефективного типу деемульгатора та технології його використання. Хімічний, електричний і механічні методи руйнування нафтових емульсій. Фізико-хімічні основи знесолення нафти.
контрольная работа [39,1 K], добавлен 28.07.2013Характеристика геомагнітного поля Землі та його структура. Магнітні аномалії та їх геологічні причини. Вплив магнітного поля на клімат: основоположна теорія Генріка Свенсмарка, дослідження датських вчених. Взаємодія магнітних полів з живими організмами.
курсовая работа [4,6 M], добавлен 17.01.2014
