§ 2. Связь со смежными дисциплинами

Ближайшей к механике горных иород смежной отраслью знания' является механика грунтов Последняя изучает физико-механическую сторону явлений в горных породах, составляющих кору выветрива­ния и называемых грунтами

Грунты характеризуются сцеплением между частицами, которое изменяется в зависимости от влажности. При нарушении сплошности грунта это сцепление может£ыть восстановлено полностью или частью при применении давления и увлажнения. Частный случай грунтов составляют сыпучие грунты, не обладающие сцеплением между час­тицами или же обладающие им во влажном состоянии в малой степе­ни. Для грунтов характерно изменение объема при деформации. I

Механика горных пород, наоборот, имеет в виду связные горные породы, обладающие значительной прочностью и связностью, обязан­ными молекулярным силам сцепления При нарушении сплошности образца породы эти силы под влиянием увлажнения и давления не восстанавливаются Деформации таких пород протекают без заметного изменения объема. Все это приводит к иным, чем в механике грун­тов, зависимостям Тем не менее,' однако, в механике грунтов и в механике горных пород имеются и общие места Это — зависимости, относящиеся к сыпучим породам, некоторые общие методы исследо­вания и др. Заметим здесь, что механика грунтов вообще разработа­на более подробно, чем механика горных пород.

Другой смежной дисциплиной является структурная геология, изу- чтющая строение литосферы Многие положения и выводы структур ной геологии существенны для механики горных пород, в особенности относящиеся к оценке массива, в котором проводятся горные выра­ботки. С другой стороны, выводы механики горных пород важны и для структурной геологии Это относится главным образом к физи- ко механическим свойствам горных пород.

Механика горных пород широко испольг^ует результаты петро­графического и структурного анализов пород, а такж£ пользуется теорией деформируемых тел, в частности теорией упругости и пла­стичности

§ J Методы механики горных пород

Механика горных пород пока не является отраслью знания вполне завершенной, имеющей логически замкнутую теорию. Она на­ходится еще на опытном пути, когда отыскиваются основные законо­мерности явлений Поэтому в ней преобладающее значение приобре­тает опыт.

При изучении отдельных явлений опыт позволяет установить, ка­кие из многочисленных действующих факторов являются существен- \

ными и какими м?ожно пренебречь и, таким образом, установить об­щие закономерности. При этом часто следствия, вытекающие яз этих закономерностей, также требуют для своего обоснования эксперимен­та. Получение числовых значений физических величин й вообще ха­рактеристик того или иного явления также принадлежит эксперименту.

Для указанного механика горных пород широко пользуется лабо­раторными испытаниями образцов горных пород и соответствующих моделей, а также непосредственными наблюдениями в шахте с пойощью приборов или приспособлений. При всем этом применяются методы исследования: механический, оптический, акустический, сейсмический и центробежного моделирования.

Другой путь исследования — теоретический. Он неразрывно свя­зан с экспериментом. Непосредственная его цель — установление ана­литической зависимости между величинами, характеризующими дан­ное явление. Для этого используются приемы и методы теоретичес­ких дисциплин, основанных на математике, как, например, теории деформируемых тел, теории упругости и др.

Теоретические исследования в механике горных пород не ставят своей целью получение исключительно точных решений, 'учитываю­щих влияние всех без исключения действующих факторов В механи­ке горных пород, как в прикладной науке, вполне достаточны прибли­женные решения, удовлетворяющие поставленной задаче. При этом, ко­нечно, существенно знать степень приближения, с которой данное явле­ние рассматривается. Теоретические выводы не должны расходиться с данными опыта или эксперимента настолько, чтобы необходимая степень приближения оказалась значительно преуменьшенной. Нужно заметить, что стремление учесть теоретически все действующие фак­торы как существенные, так и несущественные, обычно оказывается невыполнимым, хотя бы потому, что математическйй аппарат, прив­лекаемый для исследования, часто оказывается или чрезвычайно гро­моздким или еще недостаточно развитым. Для практических целей по­добные стремления вообще бесполезны.

Теоретические решения при известных условиях позволяют фор­мулировать теории, которые с известным приближением должны от­вечать опыту, эксперименту. Теории, охватывающие возможно больший круг явлений и отвечающие опыту как в целом, так и в следствиях, в механике горных пород еще отсутствуют. Отыскание их представляет ближайшую задачу.