Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Грунтознавство111111111.doc
Скачиваний:
37
Добавлен:
21.12.2018
Размер:
605.7 Кб
Скачать

4.3.6. Напружений стан

Гірські породи у земній корі знаходяться у напруженому стані, який обумовлений дією двох силових полів - гравіта­ційного і тектонічного.

Найпростішим є випадок, коли на­пружений стан обумовлений тільки гравітаційними силами, тобто вагою товщі порід, що залягають над даною точкою масиву. Якби під дією вертикальної гравітаційної сили масив порід міг вільно стискатися, одночасно розширяючись у горизон­тальних напрямах, то горизонтальні напруги в ньому дорівнювали би нулю. Насправді цього не відбувається, оскільки горизонтальному розширенню масиву перешкоджають навколишні породи; в масиві виникають горизонтальні стискуючі напруги. Величини горизонтальних напруг в пружному ізотропному маси­ві рівні і залежать від коефіцієнта коефіцієнта Пуассона. В пластичних гірських породах (глинах, кам'яній солі, вугілля, аргіліти) напружений стан масиву може мати гідростатичний характер вже на невеликих глибинах. У реальних масивах гірських порід величини напруг можуть значно відрізнятись від очікуваних. Пояснюється це неоднорідністю будови масиву.

Вертикальні напруги в реальних масивах часто зростають у міру зростання глибин не монотонно, а скачкообраз­но. В породах з високими значеннями модуля пружної напруги значно вище, ніж у підстилаючих їх осадових породах (пісковиках, мерге­лях) з більш низькими значеннями модуля пружності.

Ще складнішим виявляється поле напруг при дії на масив тектонічних сил. Часто у тектонічно активних районах горизонтальні напруги не тільки рівні вертикальним, але і перевищують їх. Аномально високі величини го­ризонтальних напруг зафіксовані при вимірюваннях в гірських виробленнях до глибини понад 1000 м у багатьох точках земної кулі в породах кристалічного фундаменту, в складчастих товщах, в зо­нах впливи диз’юнктивів.

В приповерхневих частинах масиву, де питома вага вертикальної складової поля напруг дуже невелика, горизонтальні напруги значно перевищують вертикальні. Із зростанням глибин при постійній величині горизонтальних сил, значимість вертикальної складової підвищується і на деякій глибині розподіл напруг наближається до гідростатичного, а ще глибше за вер­тикальні напруги повинні перевищити горизонтальні.

Форми, умови і закономірності прояву у земній корі тек­тонічного силового поля різноманітні і вивчені ще недостатньо. Тектонічне поле неоднорідно як в межах крупних елементів земної кори, так і в локальних геологічних структурах. На фоні цієї загальної картини абсолютні величини і розподіл напруг у конкретних масивах можуть бути абсолютно різними. Вони залежать не тільки від напряму і величини тектоні­чних сил, ступеня і характеру тектонічної зрушеності масиву, але і від його тріщинуватості, чергування порід у розрізі, неоднорідності фізико-механічних властивостей гірських порід, будови рельєфу, гідродинамічного тиску, геотермічних умов і інших геологічних чинників.