Лекции по дисциплине «физика горных пород» навоий 2017 Жиянов А. Б. Курс лекции по дисциплине «Физика горных пород»

Прочностные свойства определяют величины разрушающих нагрузок в породах.
Реологические свойства оценивают изменения деформаций, напряжений и перечисленных выше механических параметров во времени – при длительных воздействиях нагрузок.
Плотность пород
Масса единицы объёма твёрдой фазы (минерального скелета) минерала или породы называется её плотностью p_о.
Минералы делятся на тяжёлые (ρ_о>4·10³ кг/м³), средние (ρ_о= (4÷2,5)·10³ кг/м³) и лёгкие (ρ_о< 2,5·10³ кг/м³); 13% всех минералов относятся к лёгким, 33,8% - к тяжёлым, 53,2 % - к средним.
Плотность горных пород определяется плотностью слагающих породы минералов ρ_оi.
n
ρ_о = Σ ρ_оi Vi (1.1)
i=1

где п – число минералов, слагающих породу; Vi – доля объёма, занимаемого каждым минералом.

Масса единицы объёма в её естественном состоянии отличается от p_о; такое отличие обусловлено, в первую очередь, пористостью.
Поэтому наряду с плотностью используют понятие объёмной массы p. Объёмной массой называется масса единицы объёма сухой породы при данной пористости в её естественном состоянии. Плотность пород всегда больше их объёмной массы. Связь между объёмной массой и плотностью выражается через пористость:

ρ = ρ_о(1-Р) (2.2)

или
ρ_о = ρ (1+k_п) (2.3)

Вес единицы объёма твёрдой фазы породы называется удельным весом γ_о породы, а вес единицы объёма сухой породы в естественном пористом состоянии – объёмным весом γ. Удельный вес породы и её плотность связаны соотношением

γ_о = ρ_оg (2.4)

где g – ускорение свободного падения.

Удельные и объёмные веса породы – параметры силовые, поэтому они должны применяться только в тех случаях, когда рассматриваются силы, вызванные действием гравитационного поля, например горное давление.
Отношение объёмной массы породы к её плотности, характеризующее степень заполнения объёма горной породы минеральным веществом, иногда называют коэффициентом плотности.