§ 20. Сопротивление горных пород при различных видах деформаций

Прочность горных пород и константы, характеризующие их механические свойства, зависят от вида деформаций. Значительную стойкость горные породы проявляют при сжатии, а при других де­формациях их прочность невелика. Сопротивление разрыву, на­пример, для горных пород иногда составляет всего 0,02 от сопро­тивления сжатию (табл. 7).

Таблица 7

Сопротивление некоторых горных пород при разных деформациях (в долях от прочности на сжатие)

Горные породы	Рас­тяжение	Изгиб	Сдвиг
Граниты	0,02-0,04	0,08	0,09
Песчаники	0,02—0,05	0,06—0,2	0,1-0,12
Известняки	0,04—0,1	0,08—0,1	0,15

В значительной степени на величину прочности пород оказывают влияние минералогический состав и строение породы. Мелкозерни­стые породы, как правило, обладают более высокой прочностью, чем породы того же минералогического состава, но сложенные кристаллами больших размеров. Весьма прочны породы волокни­стого строения. Большое влияние на механические свойства пород оказывает состав цемента. Однако высокая прочность зерен еще не означает, что порода будет оказывать большое сопротивление различным видам деформаций. Песчаники с глинистым цементом относятся к группе пород с низкой прочностью на сжатие. Примесь глины в известняках, как правило, также понижает их проч­ность.

Песчаники, цементирующим веществом которых служат кремне­зем и известковый цемент, обладают повышенной прочностью.

Осадочным породам обычно присуща анизотропия в механиче­ских свойствах. Например, прочность вдоль напластования большей частью превышает прочность в направлении, перпендикулярном напластованию (табл. 8).

Таблица 8

Прочность некоторых пород при различных видах деформации

Порода	Испытание	Предел прочности на сжатие , Мн/м2		Предел прочности на растяжение, Мн/м2	Модуль упругости при сжатии, Мн/м2	Предел упругости при растя-жении, Мн/м2	Коэффи-циент Пуассона
Глинистый сланец	Обычное	25		0,8	25000	4	0,2
	Длительное	24	0,7		—	—	—
Песчанистый сланец	Обычное	40		1,3	30000	6	0,16
	Длительное	39	1,2		—	—	—
Песчаник	Обычное	60		2,5	40000	8	0,13
	Длительное	58	2,4		—	—	—
Гранит	Обычное	80—250		—	—	—	—
Известняк	Обычное	5—260		—	—	—	—