Eksploatacja Złóż

Temat: Naprężenia w

górotworze

nienaruszonym.

1. Ciśnienie w górotworze

nienaruszonym.

Wyobraźmy sobie cząstkę

w postaci kostki

skalnej znajdującą się

w górotworze

nienaruszonym na

pewnej głębokości.

Na cząstkę tę działa siła

ciężkości skierowana

pionowo w dół. Siła ta

wywołana jest

ciężarem słupa

nadległych skał.

a) Wielkość nacisku pionowego
(ciśnienia) p

z

działającego na cząstkę

można wyliczyć ze wzoru:
p

z

=-γ*H [kN/m2]

gdzie:
γ – ciężar objętościowy skał nadległych
[kN/m3]
H – głębokość zalegania [m]

Pod wpływem nacisku

pionowego kostka nie może

ulec przesunięciu w bok ani

w dół, nie może się również

rozszerzyć, ponieważ wokół

znajdują się cząstki w

podobnym stanie. Stąd też na

jej powierzchniach bocznych

powstają ciśnienia poziome.

b) ciśnienia poziome

Zależą od rodzaju skał i są:
- mniejsze w skałach wytrzymałych oraz

sztywnych (piaskowce),

- większe w skałach plastycznych (łupki, gliny,

iły).

Wartość ciśnień poziomych wylicza się ze wzoru:
p

x

=p

y

=-p

z

/(m-1)

gdzie,
m – jest liczbą zależną od rodzaju skał i

głębokości

2. Stan naprężeń.

Ciśnienia poziome i pionowe

powodują w górotworze
trójwymiarowy stan naprężeń
spowodowany działaniem trzech
sił prostopadłych do siebie

p

x

p

y

p

z

.

Stan naprężeń w górotworze

nienaruszonym zależy od:

• głębokości (ze wzrostem głębokości wartość ciśnień

poziomych wzrasta osiągając na dużych
głębokościach wartości ciśnienia pionowego czyli
PIERWOTNEGO),

• zaburzeń tektonicznych górotworu (po stronie

wypukłej fałdów oraz w pobliżu uskoków właściwych
wielkość ciśnienia poziomego jest mniejsza od
pierwotnego, natomiast po stronie wklęsłej fałdów
może nawet przekroczyć wartość ciśnienia
pierwotnego),

• właściwości mechanicznych i struktury górotworu

(uławicenie, łupność).