Тау жыныстарының негізгі қасиеттері
Тау жыныстарының физикалық қасиеттері
Тау жыныстарының механикалық қасиеттері
Тау жыныстарының қасиеті әр түрлі химиялық, физикалық, биологиялық орталар мен өрістерге әсер еткендегі оның мінез-құлқы болып табылады. Тау жыныстарының қасиеттерін білдіретін сандық белгілер параметрлер деп аталады.
Тау жыныстарының физикалық қасиеттері мен параметрлері олардың құрылымымен, минералдық құрамымен, текстурасымен, тау жыныстарының бірлік көлеміндегі минералды заттардың мөлшерімен, сондай-ақ минералды түйіршіктер арасында болатын құрылымдық байланыстардың беріктігімен анықталады.
Қатты, борпылдақ, жабысқақ жыныстар құрылымдық байланыстарының түріне және беріктігіне қарай ажыратылады.
Қаттылар - бұл минералды түйіршіктердің арасында берік, берік байланысты қамтамасыз ететін химиялық байланыс бар. Бұл жыныстарға гранит, кварцит, құмтас, диабаз, базальт және т.б. Технологиялық процесте мұндай жыныстар жартылай жартасты және жартасты болып бөлінеді.
Бір-бірімен жұқа бөлінген жыныстар. Оларда дисперсті бөлшектердің өзара байланыстары айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Бұл тау жынысындағы судың түріне және мөлшеріне байланысты. Бұл түрге сазды жыныстар жатады.
Борпылдақ - бөлек-түйіршікті, борпылдақ жыныстар. Бұл жағдайда минералды дәндер арасында байланыс жоқтың қасы.
Ең тиімді тау-кен жұмыстарын жүргізуге арналған технологиялар мен техникалық құралдарды ақылға қонымды таңдау үшін игерілетін тау жыныстарының қасиеттері мен параметрлерін білу қажет.
Тау жыныстарының физикалық қасиеттері
Материалдық әлемнің басқа объектілерімен және құбылыстарымен өзара әрекеттесуінде көрінетін тау жыныстарының физикалық қасиеттерінің саны ерікті түрде көп болуы мүмкін. Дегенмен, тау-кен тәжірибесі үшін қазіргі заманғы тау-кен технологиясының процестеріне тікелей байланысты қасиеттер ғана қызығушылық тудырады. Геомеханика, ең алдымен, механикалық және тығыздық қасиеттерін білуді талап етеді, бірақ сонымен бірге кейбір басқа қасиеттер қызығушылық тудыруы мүмкін, олардың көрсеткіштері тау жыныстарының күйін анық көрсетеді немесе тау жыныстарының массасындағы кернеулермен нақты сәйкес келеді. сондықтан тау жыныстары мен массивтердің кернеулік күйін бағалау үшін пайдалануға болады. Сонымен қатар, тау жыныстарының кейбір физикалық сипаттамалары тау жыныстарының механикалық және тығыздық қасиеттерімен өте тығыз байланысты болуы мүмкін, бірақ сонымен бірге олар үлгілерде немесе массивте қарапайымырақ анықталады.
Тау жыныстарының физикалық қасиеттерін жіктеудің негізгі белгісі ретінде өзара әрекеттесу кезінде белгілі бір қасиеттер көрінетін сыртқы өрістерді немесе әсерлерді алған дұрыс. Осы белгінің негізінде тау жыныстарының физикалық қасиеттерінің келесі кластарын бөлуге болады: тығыздық, механикалық, тау-кен, жылулық, электромагниттік, радиациялық.
Тау жыныстарының механикалық қасиеттері
Механикалық қасиеттер әртүрлі механикалық күш өрістеріндегі тау жыныстарының әрекетін сипаттайды. Олар бірнеше топтарға бөлінеді:
- тау жыныстарының әртүрлі жүктеме түрлеріне шекті төзімділігін сипаттайтын беріктік;
- жүктеме кезінде тау жыныстарының деформациялануын сипаттайтын деформация;
- тау жыныстарының серпімді тербелістерді беру шарттарын сипаттайтын акустикалық;
- берілген жүктеме жағдайында тау жыныстарының уақыт бойынша деформациясын сипаттайтын реологиялық;
Беріктік қасиеттері тау жыныстарының келтірілген механикалық кернеулердің әсерінен сынуға қарсы тұру қабілетін анықтайды. Олар қысу және созылу беріктігімен, адгезиямен және ішкі үйкеліс бұрышымен сипатталады.
Реологиялық қасиеттер тұрақты кернеу кезінде тау жыныстарындағы деформациялардың уақытының өзгеруін (өсуін) немесе тұрақты деформация кезіндегі кернеулердің әлсіреуін (азаюын) (релаксация құбылысын) сипаттайды. Сусылу және релаксация, сондай-ақ пластикалық деформациялар қайтымсыз, қалдық болып табылады, бірақ егер тау жыныстарының пластикасы серпімділік шегінен асатын кернеулер кезінде олардың мінез-құлқын сипаттайтын болса, онда қайтымсыз деформациялардың баяу өсуі болып табылатын сусымалылық, сондай-ақ кернеулер кезінде де көрінеді. серпімділік шегінен аз, бірақ стресстің жеткілікті ұзақ әсер етуі кезінде. Стресске қарсы құбылыс стресс релаксациясы деп аталады. Релаксация кезінде тау жынысындағы серпімді деформациялар уақыт өте келе бірте-бірте қайтымсыз болады, бірақ толық деформация уақыт өткен сайын өзгермейді. Бұл жағдайда кернеудің төмендеуі орын алады.
Ұқсас процестер негізінен нақты қатты материалдарға тән, олар арнайы ғылыми пәннің, реологияның (грек тілінен аударғанда «rheo» - ағу) зерттеу пәні болып табылады және терең физикалық-химиялық табиғатқа ие. Материалдардағы құрылымдық ақаулар қайтымсыз деформациялардың көрінісінде өте маңызды рөл атқарады. Сондықтан реологиялық процестерді, негізінен, сыртқы жүктемелердің әсерінен ақаулардың қозғалысы ретінде қарастыруға болады. Дегенмен, молекулалық константаларды анықтаудың ерекше күрделілігі және нақты қатты денелердің микроқұрылымдарының әртүрлілігі қазіргі уақытта денелердің кернеулері мен деформациялары арасындағы байланысты микроскопиялық деңгейде қолдануға мүмкіндік бермейді. Нәтижесінде қатты денелердің, соның ішінде тау жыныстарының уақыт бойынша деформациялануын зерттеу макроскопиялық (феноменологиялық) деңгейде жүзеге асырылады, кернеулер мен деформациялар арасындағы қатынасты формальдандырылған (яғни, болып жатқан құбылыстардың нақты механизмін есепке алмай) көрсетеді) континуум механикасының теңдеулері.
Реологиялық процестердің, атап айтқанда сусылудың өте тән ерекшелігі - белгілі бір уақыт сәтінде байқалатын деформацияның материалдың бүкіл жүктеу процесінің сипатына немесе, басқаша айтқанда, оның бүкіл алдыңғы тарихына тәуелділігі. деформация. Нақты материалдардың бұл қасиеті тұқым қуалаушылық деп аталады.
Көптеген тау жыныстарының ерекшелігі, тәжірибелер көрсеткендей, деформацияның өсулері мен кез келген уақыт мезетіндегі кернеу өсулерінің арасындағы іс жүзінде сызықтық байланыс, яғни сызықтық сусылудың көрінісі. Бұл тау жыныстарының деформациясын уақыт бойынша сипаттау үшін сызықты тұқым қуалайтын орталардың деформациялану теориясын қолдануға мүмкіндік береді. Бұл жағдайда кез келген уақыт мезетіндегі жалпы деформация екі құрамдас бөліктен тұрады: жүк түсіру сәтіндегі серпімді деформация және нақты сусымалы деформация.
Достарыңызбен бөлісу: |