22 Паспорт міцності

Совокупность показателей механической прочности породы, рассматриваемых в качестве критерия гюведения ее под воздействием мех. Нагрузок. Обычно паспорт представляют в виде кривой ,которая является геометрическим местом точек, отображающих предельное значение касательных и нормальных растягивающих напряжений для различных напряженных состояний.

Модуль 2. Використання механічних властивостей гірських порід

1. АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА горных пород — определяют характер распространения упругих волн в горных породах.

Акустические свойства изучают для определения упругих, прочностных и вязкопластических характеристик пород при исследовании геологического строения, оценке напряжённого состояния и трещиноватости массива, эффективности ударного или взрывного воздействия на горные породы, при выборе звукоизолирующих материалов из природного камня. Необратимые потери энергии при распространении упругих волн связаны с акустическим поглощением горных пород, обусловленным в основном внутренним трением и теплопроводностью. В различных частотных диапазонах вклад этих механизмов в общее поглощение не одинаков, т.к. их параметры зависят от частоты волны. Акустическое поглощение — одна из причин дисперсии скоростей упругих волн и искажения импульсных сигналов, распространяющихся в горных породах Степень затухания колебаний оценивают с помощью коэффициента потерь g или добротности Q. Изменение амплитуды волны при распространении в горных породах определяет коэффициент затухания а [м^-1] — величина, обратная расстоянию, при котором амплитуда волны уменьшается в 2,718 раз.

К основным показателям акустических свойств относится также скорость распространения упругих (продольных, поперечных и поверхностных) волн. Скорость распространения продольных волн примерно в 1,7-1,9 раза больше, чем поперечных, и в 2 раза больше, чем поверхностных.

2. Закономірності розповсюдження пружних хвиль

Основними чинниками що визначають пружні властивості гірських порід є їх мінеральний склад, склад порового наповнювача, текстурно-структурні особливості, агрегатний стан речовини. При ізохімічних перетвореннях в метаморфічних породах спостерігається зростання пружних характеристик порід при переході від нижчих стадій метаморфізму до вищих .Ріст швидкості пружних хвиль обумовлений утворенням під дією високого тиску та температури більш щільних і пружних мінеральних асоціацій. Водночас, процеси вторинних змін призводять, переважно, до формування структурно-рихлих .Анізотропія пружних властивостей, яка виявляється в залежності швидкості пружних хвиль від напрямку поширення хвилі, відзначається в більшості кристалічних порід. Вона обумовлена закономірним розташуванням порового простору, мінеральних зерен і будовою кристалічної гратки мінералів.

Коэффициент пропорциональности между нормальным напряжением (сжимающим или растягивающим) и соответствующей ему относительной продольной деформацией и называется модулем упругости (модулем Юнга)

Коэффициент пропорциональности между касательным напряжением  и соответствующей деформацией сдвига   носит название модуля сдвига G:

Модуль упругости Е и модуль сдвига G считаются основными упругими характеристиками породы