2-mаvzu. Tоg’ jinsi mаssivining tаbiiy kuchlаnish mаydоnlаri Mа’ruzа rеjаsi

2-mаvzu. Tоg’ jinsi mаssivining tаbiiy kuchlаnish mаydоnlаri
1. Mа’ruzа rеjаsi:
1. Yer qа’rining yuqоri qismidаgi kuchlаnish dеfоrmаsiyalаnish hоlаti.
2. Tоg’ jinsi mаssivining tеnzоr kuchlаnishini to’liq grаvitаsiоn tuzilishi
3. Tоg’ mаssivi tеnzоr kuchlаnishining to’liq tеktоnik tuzilishi.


2. Tаyanch so’zlаr vа ibоrаlаr: grаvitаsiоn mаydоn mustаhkаmlik, dеfоrmаsiya, kuchlаnishlаr, ichki vа tаshqi kuchlаr, yaхlit muhit, diskrеt muhit mоdеli, tоg’ jinslаrining siljishi, tеktоnik kuchlаnishlаr.

Tog‘ jinsi massivi geomexanikada tadqiqot ob’yekti bo‘lib, deformatsiyalanuvchi qattiq jins mexanikasida, umuman geomexanikada quriladigan ob’yektlarga o‘xshash o‘ta muhim xususiyatlarga ega. Kon ishlari boshlanishidan oldin, ya’ni o‘zining tabiiy sharoitida, ular kuchlanish holatida bo‘ladi, bu kuchlanish tabiiy yoki boshlang‘ich kuchlanish holati deyiladi.

Bundan tashqari, yerning butun geologik tarixi davomida uzluksiz ro‘y berib kelgan tektonik harakatlar yer qarida chuqur yoriqlar, buzulmalar va tabiiy bo‘shliqlarni hosil qiladi.
Ravshanki, harakatlar mavjud bo‘lgan joyda kuchlar hosil bo‘lishiga olib keladi. Kuchlar tektonik harakatlarga bog‘liq bo‘lsa, tektonik kuchlar deyiladi.
Yer qari va uning yuqori qismidagi kuchlanish holatini tahlil qilish uchun uni bevosita geomexanikaning ob’yekti sifatida o‘rganish lozim.
Umumiy hollarda yer qa’ri kuchlanishining boshlang‘ich holati yer qa’ridagi ikkita mustaqil kuch maydonlarining ta’siri bilan aniqlanadi. Ularning birinchisi gravitatsion maydon – Nyutonning butun olam tortishish qonuni bo‘yicha, ikkinchisi – tektonik maydon – yer qa’rida deformatsiyalanish tezliklari va tektonik harakatlar tezligining notekis tarqalishi tufayli, ya’ni tektonik harakatlar gradiyentiga muvofiq aniqlanadi.
Gravitatsion maydon butun olam tortishish qonuniga binoan shunday xususiyatlarga egaki, uni hosil qiluvchi jismlarning materiallaridan ajratish mumkin emas. Yerning gravitatsion maydoni erkin tushish tezlanishi g va yerning markazidan r масофагача bo‘lgan tog‘ jinsining zichligi p bilan ifodalanadi. Yer qarining yuqori qismida g qiymati ozgina o‘zgaradi, bu o‘zgaruvchanlik unchalik muhim bo‘lmaganligi sababli ko‘pgina amaliy hisoblarda g ning qiymati g= 981 sm/с² ≈1000 sm/с² .
Yer qa’rida tektonik kuchlar maydoni gravitatsion maydonga nisbatan o‘ta murakkabligi bilan ajralib turadi. Ular yer qa’ridagi deformatsiya va tektonik harakatlarning tezligi notekis tarqalganligi bilan bog‘liq.
Yer qa’rining zamonaviy harakatlari ko‘rinishi va sur’ati bo‘yicha bir nechta guruhlarga ajratilgan:

1. 
   Yer qa’rining alohida uchastkalaridagi kamida bir necha yuz yilliklar davomida rivojlanayotgan harakatlar;
   
2. 
   Seysmik tebranishlar – turli muddatgacha davom etuvchi silkituvchi kuchlar, orogen mintaqalarda tez-tez paydo bo‘ladigan, lekin platformaning butun zonalarini qamrab oladigan harakatlar;
   
3. 
   Davriy tebranishlar, yerni o‘rab turgan fazoviy jismlarning gravitatsion ta’sirida hosil bo‘ladigan harakatlar;
   
4. 
   Meteorologik sharoitlarning mavsumiy o‘zgarishi bilan bog‘liq yer yuzasidagi murakkab tebranishlar.
   

Hozirda tektonik kuchlanishlar maydoni birinchi guruh harakatlari bilan bog‘liq.
Yer qa’rining zamonaviy sekin harakatlari vertikal va gorizontal yo‘nalishlariga ega. Bu yo‘nalishlarning tezligi asosan hududning tektonik jihati, yer qari maydoni joylashishi va tuzilishiga bog‘liq bo‘lgan tezliklarga ega.
Bizning mamlakatimizda va xorijda olib borilgan bevosita o‘lchashlar va kuzatishlardan olingan ma’lumotlar shuni ko‘rsatadiki, yer qa’rining tektonik ko‘tarilmali zonalariga katta gorizontal kuchlanishlar to‘g‘ri keladi, tektonik ko‘tarilish tezligi qancha katta bo‘lsa, gorizontal kuchlanishlar ham shuncha katta bo‘ladi.
Shu tufayli litosferaning ko‘tarilgan bloklar hududlarida seysmik aktivlik qayd etiladi, bu esa seysmik harakatlar va tektonik kuchlanishlarning o‘zaro chambarchas bog‘liq ekanligidan dalolat beradi.
Tektonik kuchlanganlik massivining o‘ziga xos belgilari – yer osti lahimlarida kon bosimining paydo bo‘lishi, quduqlarni burg‘ulashda kernni maydalanishi va stvolning azimut bo‘yicha qiyshayishi hamda aniqlanishi bo‘yicha kuchlanishlarning yuqori kattaliklari hisoblanadi.
Eksperimental tadqiqotlardan olingan ma’lumotlar bo‘yicha kristall jismlarda gorizontal kuchlanishlar vertikal kuchlanishga qaraganda 60%, cho‘kindi jinslarda 15-20% holatlarda bo‘lishi aniqlangan. Shunga ko‘ra kon bosimlari va inshoatlar konstruksiyalarining mustahkamligi gorizontal kuchlanishlarning o‘ziga xos xususiyatlari bilan aniqlanadi. Gorizontal kuchlanishlarning 60% idan ortiqrog‘I gorizontga nisbatan 30⁰ gacha yo‘nalishlarda joylashadi.
Tektonik kuchlar maydonning gravitatsion maydon bilan birgalikda massivga ta’sir qilishi haqida ilmiy tajribaga asoslangan ma’lumotlar o‘tgan asrning 50-60 yillarida paydo bo‘lgan edi.
Bu vaqtlarda, kon qazib olish amaliyotida kon lahimlari atrofidagi tog‘ jinslaridagi holatlarga noto‘g‘ri munosabatda bo‘linganligi uchun turli mushkulliklar yuzaga kelar edi, ya’ni tog‘ jinslari qatlamlarining og‘irligi ta’siri ostida kuchlanishlarning shakllanishi haqida ma’lumot olishning iloji bo‘lmagan. Misol tariqasida Xibin massividagi apatit-nefelin konining lahimlari 100-150 m chuqurlikda joylashgan. Lahimlar o‘ta mustahkam jinslardan o‘tilgan , bu yerda kuchli dinamik holatda – tog‘ jinslarining otilishi kuzatilgan. Kon zarbasi otilishlari to‘satdan sodir bo‘lib, kuchli ovoz chiqarib lahimlar chegaralarida bir necha grammdan 10 kg gacha bo‘lgan yupqa plastinkasimon jinslar uchib turgan. Maksimal kuchlanishlar bunday chuqurlikda tog‘ jinslarning og‘irligi ta’sirida 150-170 kgs/м² dan oshmasligi kerak, ya’ni tog‘ jinslarining mustahkamligiga nisbatan ancha kichkina (o‘n marotaba kichkina).
Shunga o‘xshash holatlar boshqa hududlarda – Tog‘li Shoriyada, Uralda hamda xorijiy davlatlarda ham sodir bo‘lgan.
Kuzatilgan bunday hodisalarning sababini oydinlashtirish uchun konlarda dastlab mavjud kuchlanishlarni to‘g‘ri o‘lchash va tog‘ jinsi massivida tarqalishini va ularning hududga oid qonuniyatlarini o‘rganish lozim.
Hozirgi davrga kelib dunyodagi ko‘pgina konlar va yer osti inshoatlarida, jumladan, Kolskiy yarim orolidagi konlar va tonnellarda, Tog‘li Shoriyada, Donbassda, Sayanda, Kozog‘istonda, Uralda, Oltoyda, KMA da Norvegiya, Shpitsbergen, Irlandiya davlatlari hududidagi paleozoy burmali kamarida, Kanadadagi Kristall, Islandiyada, Alpda, Portugaliya. Malayziyada, AQSH hududining sharqiy qismida, markaziy Osiyoda shu jumladan O‘zbekistonning bir qator shaxta va konlarida bunday o‘lchashlar olib borilgan. Hamma joylarda olib borilgan kuzatishlarda gorizontal kuchlanishlar vertikal kuchlanishga nisbatan bir necha marta ortiq bo‘lishi qayd etilgan.
Tektonik kuchlanishli massivlarga misol bo‘la oladigan Kolskiy yarim orolidagi Xibin va Lovozer massivlari o‘ta xarakterlidir. Shuning uchun RFA KITS konchilik institutining geomexanika laboratoriyasida bu massivlarning kuchlanish holatlari mufassal tadqiq qilindi.
Xibin va Lovozer massivlarida geomorfologik ma’lumotlar bo‘yicha so‘nggi muzlik davrida atrofdagi joylarga nisbatan ko‘tarilishlar ro‘y bergan. Ko‘pgina tadqiqotlar natijasida ko‘tarilish тезлиги1-3 mm/yil ekanligi aniqlangan.
Bu massivlar radial va xalqali yoriqlar tizimi bilan bir qator noto‘g‘ri shakldagi geologik bloklarga ajralgan.

2.1. Chizma

Xibin apatit konidagi barcha kon ishlari olib borilgan gorizontlari, asosan qazib olinayotgan zonalari tog‘ jinslari elastikligi yuqori bo‘lgan, kam buzilgan sholit-urtim qatlamlaridan iborat. Aynan shunday sharoitda yuklash (razgruzka) usullari o‘ta ishonchli natijalar beradi. O‘lchash ishlarining umumlashtirilgan natijalari 2.1 jadvalda keltirilgan.
Olingan ma’lumotlarga ko‘ra barcha chuqur gorizontlarda vertikal kuchlanishlar gorizontal kuchlanishlarga nisbatan oshib borishi kuzatiladi. Ayniqsa yondosh jinslarda gorizontal kuchlanishlarni juda baland bo‘lishi kuzatiladi (10 martagacha).
Gorizontal kuchlanishlarning qiymati tog‘ jinslarining mustahkamligi va deformatsiyalanish xususiyatlari bilan o‘zaro bog‘liqdir. Tog‘ jinslarining yuqori darajada qattiqligi va yuqori darajada elastikligiga muvofiq gorizontal kuchlanishlarning qiymati yondosh jinslarda 25 70 MPa, rudalarda 15 50 MPa ni tashkil kiladi.
Kuzatishlarda geologik buzilishlarga (razlomlarda) yaqinlashgan sari kuchlanishlar ortib borishi aniqlandi. Masalan, Rasvumchorr konidagi oksidlangan jinslarning qalin qatlamlari joylashgan hududida kuchlanishlarni o‘lchashda +470 m gorizontda 55 65 MPa kattalikni tashkil kilgan. Xuddi shu joydan yanada chuqurroq +450 m gorizontda 30 45 MPa kuchlanish borligi qayd etilgan. Uzoq kuzatishlar natijasida shu narsa aniqlandiki, chuqurlik oshib borgan sari kuchlanish o‘sib boradi. Bunga misol Kirov konining +322 gorizontida tog‘ jinslarida maksimal kuchlanish 30МПа ni tashkil qilsa, +252 m gorizontda esa 42 MPa, yordamchi stvolning stvol oldi lahimlarida olib borilgan so‘nggi o‘lchash ishlarida +172 m va +92 m gorizontlarda muvofiq ravishda 50МПа va 57МПа darajadagi kuchlanishlar borligi aniqlangan. 2.1. jadval

Gori-zont	Tog‘ jinslarining nomi	Maksimal kuchlanishlar S3 MPa	S2/S3	Vektor azimuti S, град.	Gorizontga nisbatan qiyalik S3, град.