ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теоретические исследования процессов деформации и разрушения горных пород в условиях объемно-напряженных состояний из "Деформационные и коллекторские свойства горных пород " Вещественный состав породы определяется процентным содержанием в ней минералов скелета-и цементирующего веществ а. [c.9] Каждый из составляющих породу минералов характеризуется своим комплексом упругих, пластических и прочностных свойств. [c.9] Связь между минералами в консолидированной породе осуществляется через контакты, различающиеся в разных породах по вещественному составу, форме, протяженности и ряду других особенностей. [c.9] Известно, что в одной и той же породе как размеры минеральных зерен, так и характер скоплений цементирующего вещества и их распределение могут изменяться в весьма широких пределах. Исходя из этого, горная повода в рбщем случае может рассматриваться как неоднородная среда. С неоднородностью состава и строения пород связана их пространственная неравнопрочность, т. е. неоднородность по упругим, пластическим, прочностным и другим физико-механическим свойствам. [c.9] Неоднородностью обусловлены и различные особенности деформационного поведения пород, в частности, процесс распределения по объему породы локальных деформационных нарушений, возникающих в отдельных зернах или по их контактам. [c.9] Локальные деформационные нарушения при определенном напряженном состоянии породы завидят от локальных особенностей внутреннего строения и обусловленных этим строением сил связи. [c.10] Горные породы отличает разнообразие типов внутрикристалли-ческой и межкристаллической связи. [c.10] Из различных типов сил связей, соединяющих атомы в структурах неорганических соединений, для большинства структур минералов горных пород характерен ионный (гетерополярный) тип. Значительно реже встречаются соединения с гомеополярным, ковалентным, металлическим и вандерваальсовским типами связи [29]. [c.10] соединения с металлическим типом сил связи, структура которых характеризуется плотной упаковкой, отличает высокая пластичность, слабая зависимость свойств от температуры, высокая электропроводность. [c.10] Для кристаллов с ионным типом сил связи, структуры которых имеют минимальные расстояния между разноименными ионами, характерны ограниченная пластичность й умеренная электропроводность. Соединения с ковалентными типами сил связи (с фиксированным- числом жесткоориентированных связей) отличаются высокой хрупкостью и малой электропроводностью, зависящей, от примесей и температуры. [c.10] Существенные различия между металлами и неметаллическими соединениями обусловлены не только различиями их структур, но и основных свойств их дефектов [38]. [c.10] Для атомов металлов характерно образование структур, в которых число связей превышает число валентных электронов, т. е. металлическая связь является ненасыщенной. При такой свя и существует стремление к образованию структур плотнейших (типа шаровых) и плотных упаковок. РсноТвные и характерные для металлов свойства — высокая электропроводность и металлический блеск свидетельствуют о том, что валентные электроны обобществляются и могут двигаться в объеме всего кристалла. С особенно стями структуры атомов металлов и, в частности, с наличием свободных электронов, движущихся по всему объему кристалла, связана большая, чем в кристаллах неметаллических соединений, подвижность различных дефектов кристаллической решетки (точечных и линейных дислокаций). [c.10] Движение дислокаций, как известно [38, 65, 87], обусловливает развитие процесса пластической деформации. [c.10] Неметаллические структуры с ионными и ковалентными типами сил связи обладают свойствами, оказывающими еще большее, чем у металлов, влияние на процесс движения дислокаций. В этих соединениях подвижность дислокаций ограничена, что сказывается на развитии в них пластической деформации. [c.11] У ковалентных кристаллов (алмаза, кремния и Др.), в связи с направленностью сил связей, отмечается повышенная жесткость решетки. Это также сильно затрудняет подвижность дислокаций, проявляющуюся только при повышенных температурах (порядка Vs от температуры плавления) [65]. [c.11] Исследование дислокаций в кристаллах со структурой алмаза-[38] показало, что дислокации в ковалентных кристаллах отличаются геометрически от дислокаций в металлах. Они обычно характеризуются цепочкой свободных связей вдоль своей оси, различным образом взаимодействующих, изменяя структуру дислокации в процессе движения. Перестройка дислокации происходит как вследствие перераспределения-электронов, так и за счет диффузии атомов. Оба эти процесса вызывают локальные закрепления дислокаций, для снятия которых требуется определенная энергия активации. [c.11] На процесс деформации горных пород, в связи со спецификой их строения, особое влияние оказывают молекулярные связи по границам зерен. [c.11] Границы зерен в горных породах, в отличие от металлов, характеризуются значительно меньшими силами связи по сравнению с силами связи внутри зерен. Часто межзерновые связи,, кроме того, экранируются прослойками менее прочного цементирующего вещества. [c.11] Процесс межзернового сдвижения должен сопровождаться разрывом связей, при этом возможно образование различных микро-разрывных нарушений (микротрещин). [c.12] Вернуться к основной статье