Напряженное состояние верхних горизонтов земной коры презентация

горным делом;
механикой грунтов;
инженерной геологией (геологические процессы)
Задачи: тип напряженного состояния,
ориентация осей,
величина напряжений

Региональные – тектоника, сейсмичность
Локальные:
рельеф,
подземные воды – взвешивание, фильтрационные силы,
неоднородность пород по деформационным свойствам,
техногенные – сооружения, карьеры, подземные выработки, взрывы, откачки

совместным действием гравитационных и тектонических сил
Гравитационная сила:
σ1г=ρgH; σ2г = σ3г = μ/(1– μ) ρgH
Градиент 0.2-0.32 кг/см2/м
Тектоническая сила:
σ2 = σ2г + σ2т = μ/(1– μ) ρgH + Т + ΔТН;
σ3 = σ3г + σ3т = μ/(1– μ) ρgH + μ (Т + ΔТН)

Н.А. Цытович – 35-45 МПа
Рогунская ГЭС – 12 МПа
Талнахский рудный узел – 23-38 МПа

σ2т = T σ3т = μT
Т = (σ2 + σ3) / (1+μ)

Лява и Релея

Каждую монохроматическую волну одной частоты можно охарактеризовать через длину волны λ, период t или частоту колебания f=1/t, которые связаны с фазовой скоростью v соотношением λ= tv=v/f.

Полости, как естественные (например, карстовые), так и искусственные (различные выработки)

геостатическом распределении напряжений (σ1 = 0,25σ3) [И.А. Турчанинов и др., 1977]

= σп – σн; dσэф = - dσн
Взвешивание
γвзв = (Δ-γв)(1-n)
Гидродинамическое давление
f = I γв; Ф = I γв V

Гидростатическое давление от водохранилища

в мягких;
разгрузка в разломах, концентрация вокруг них;
возрастание напряжений в кончике трещин

Коэффициент концентрации К = σ/σном

разгрузки, восстановления, гидроразрыв;
геологические – измерение трещин, зеркала и борозды скольжения, двойникование кристаллов;
косвенные – выход керна, искривление скважин, деформация стенок выработок.

оптическое,
- эквивалентными материалами,
- центробежное.
Расчетные:
- аналитические,
- численные (МКЭ и др.)

σmin = Рст

двугранного угла между сопряженными трещинами
Плоскости трещин отрыва ┴ направлению max растягивающего напряжения
Метод кинематического анализа плоскостей разрушения
Реконструкция главных напряжений на основе анализа микроструктурных ориентировок в кристаллах (двойникование кальцита, магнезита и т.д.)

дисков > радиуса
σ/σсж = 0.3-0.7 – толщина диска < 0.5 d
σ/σсж = 1-2 – обломки, буровая мелочь
Искривление ствола скважин
Состояние стенок в горных выработках

породах, имеющих большую плотность, которая возрастает при увеличении напряжений
Где изучается - вдоль скважин и шахт (акустический каротаж), вокруг выработок, между выработками (ультразвуковое просвечивание) и т.д.
Задачи - качественное распределение напряжений, направление главных, иногда вычисление величин