7292100290

4. GEOMECHANICZNE METODY BADAŃ SKŁONNOŚCI GÓROTWORU DO TĄPAŃ

4.1. Podstawowe pojęcia

Geomechaniczne metody badań skłonności górotworu do tąpań dotyczą metod badawczych przeprowadzanych w warunkach laboratoryjnych lub w warunkach naturalnego zalegania skał. Właściwości mechaniczne skał są związane z oddziaływaniem na nie sił zewnętrznych w postaci obciążeń. Odpowiedzią na to oddziaływanie są naprężenie, przemieszczenie i odkształcenie.

4.1.1. Rodzaje obciążeń

Obciążenia oddziałujące na skałę (warstwę skalną) oraz wynikające z nich siły pochodzą z różnych źródeł. Mogą to być: siły ciężkości, siły wynikające z ciśnienia wody i zmian temperatury, siły wynikające z oddziaływania pola elektromagnetycznego. Ze względu na miejsce występowania siły dzieli się na wewnętrzne, które wyrażają się oddziaływaniem międzycząsteczkowyni w skale oraz siły zewnętrzne, które wynikają z oddziaływania na skałę (próbkę, warstwę) otoczenia zewnętrznego. Najprostszymi rodzajami obciążeń, w zależności od sposobu przyłożenia sił zewnętrznych, są ściskanie, rozciąganie i zginanie.

Ściskanie i rozciąganie jest wywoływane działaniem par sił o przeciwnym zwrocie wzdłuż osi próbki (rys. 4.1).

Rys. 4.1. Zmiany wymiarów próbki w wyniku (Ryncarz 1993): a - rozciągania, b - ściskania

Miarą zmiany kształtu próbki są względne odkształcenia liniowe - podłużne (ei) i poprzeczne (£2), które wyraża się za pomocą wzorów:

(4.1)

(4.2)

i'-i

£1

1

d'-d =-

gdzie:

/ - długość pierwotna próbki,

/’ - długość próbki po odkształceniu, d - średnica pierwotna próbki, d'- średnica próbki po odkształceniu.

74