ОГЛАВЛЕНИЕ
стр.
В В ЕД Е НИ Е............................................... 5
ГЛАВА I. ФИЗИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РАЗУПЛОТНЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД.. 1г
1.1. Общие представления о полях напряжений в.скальных массивах <2
1.2. Напряженное состояние ненарушенного массива скальных пород............................... *4
1.3. Напряженное состояние нарушенного массива скальных пород............................... 20
1.3.1. Напряженное состояние пород в речных долинах.. 20
1.3.2. Напряженное состояние массива скальных пород в
горных выработках................................. 22
1.4. Связь напряженного состояния пород с разуплотнением....................................... 30
1.5. Основные особенности процесса разуплотнения пород. Влияние разуплотнения на изменение свойств скальных массивов...................................... 33
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.................................. 36
ГЛАВА П. ИЗУЧЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ РАЗГРУЗКИ (РАЗУПЛОТНЕНИЯ)
ПОРОД ГЕОФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ................... 3 8
2.1. Классификация методов............................. 38
2.2. Сейсмоакустические методы определения разуплотнения горных пород..................................... 40
2.3. Электрометрические методы определения разуплотнения горных пород..................................... ЧЧ
2.4. Радиометрический метод изучения разуплотнения горных пород........................................... 54
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ П.................................. 58
ГЛАВА Ш. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛОВ ЕСТЕСТВЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В УСЛОВИЯХ КРУПНЫХ РЕЧНЫХ ДОЛИН..................................... 60
3.1. Краткая инженерно-геологическая характеристика района исследований.................................... 61
3.2. Условия и процесс формирования потенциалов собственной поляризации пород............................. 65
- 3 -
стр.
3.3. Характерные особенности потенциалов естественного электрического поля в условиях сформировавшихся речных ДОЛИН........................................ 72
3.3.1. Становление и спад диффузионно-адсорбционной
э.д.с. во времени ^.......................................... 73
3.3.2. Влияние переходного слоя на величину диффузионно-адсорбционного потенциала в системе порода--скважина.................................................... до
3.3.3. Особенности изменений аномалий СП во времени на участках долины с различными гидродинамическими условиями..................................................... дз
3.3.3.1.Критерии определения степени разуплотненности пород. Этапы релаксации неравновесной системы.. 53
3.3.3.2.Сравнительная характеристика интенсивности спада потенциала Lien на различных геоморфологических участках долины .......................................... 96
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ Ш..................................... дд
ГЛАВА 1У. ПРИРОДА И ОСОБЕННОСТИ ПОТЕНЦИАЛОВ ЕСТЕСТВЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В УСЛОВИЯХ ОТКРЫТЫХ
Искусственных выработок............................. wi
4.1.Условия формирования потенциала Ucn по времени. Инверсия потенциала естественного электрического ПОЛЯ.................................................. 701
4.2. Природа и механизм инверсии потенциала естественного электрического поля в искусственных выработках................................................707
4.3. Закономерность спада йспво времени в условиях искусственном выработки 125
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ IV ............................... 152
ГЛАВА У. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ДЛЯ ДАЧ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИИ........... /34
5.1. Методика работ.................................... /з5
5.1.1. Аппаратура и оборудование........................... 1Ъ5
5.1.2. Искажения в записи потенциала 11СпИ меры борьбы
с ними............................................ /36
5.1.3. Техника и процесс измерений...........................що
5.2. Выделение глинистых (маркирующих) горизонтов, уточнение разреза скважин................................/43
- 17 -
тальной и вертикальной составляющих естественных напряжений
^; ТТ~'ёг = (г) /е» /,
где ^ - коэффициент Пуассона; \ —Д— _ коэффициент
бокового давления.
Учитывая, что в реальных скальных породах "\) =0,2-^—0,3, т.е. = 0,25 ^ 0,43 получаем согласно (2) 6^ < 6у
Однако экспериментальные данные показывают, что в большинстве случаев в скальных породах 6^> при 6у ~ 2Г-К
Одно из наиболее вероятных объяснений этому было предложено Хастом / 75 / и развито Хергетом, связывающим это явление с эрозией верхнего слоя скальных пород земной коры.
В результате эрозии, происходящей за длительное геологическое время, происходит процесс снятия нагрузки на слои пород, находившиеся ранее на большой глубине в условиях больших давлений. При этом вертикальная составляющая в слое, оказавшемся в результате эрозии на поверхности земли, должна уменьшаться практически до нуля, в то время как горизонтальная составляющая в соответствии с функцией бокового давления
Л бЬ. ~ 1 - -р (3 ) /68 /
должна уменьшаться в меньшей степени (здесь л6у и дбц.,соответственно, изменение вертикального и горизонтального напряжений; - коэффициент Пуассона). Отсюда возникает избыток горизонтальных напряжений в приповерхностных частях земной коры.
Существуют и другие гипотезы, так или иначе объясняющие механизм возникновения избыточного горизонтального напряжения пород в скальных массивах.В то же время независимо от пред-
- 18 -
положений о природе первичных напряжений следует не забывать, что вследствие неоднородности, трещиноватости и анизотропности реальных скальных массивов поле естественных (первичных) напряжений также неоднородно и анизотропно по своей структуре.
Однако при достаточно большом количестве наблюдений в скальных массивах пород выявляются некоторые общие закономерности проявления этих напряжений.Так, например, по данным многочисленных измерений напряжений скальных массивов установлено,что одно из главных напряжений близко к вертикали, а направления других главных напряжений совпадают или перпендикулярны направлениям максимальной трещиноватости пород или их слоистости (рис. 1.3).
При антиклинальном строении массива максимальные напряжения отмечаются на концах антиклинали, а при синклинальном - в середине ее (рис. 1.4а). В случае расчленения массива тектоническими нарушениями на отдельные блоки, на участках расширяющихся к верху блоков отмечается уменьшение напряжений, а на участках блоков, сужающихся вверх - их концентрация (рис. 1.46).
Весьма важным для оценки напряженного состояния массива горных пород является масштабный фактор. С изменением масштаба (базы) наблюдений картина распределения напряжений также меняется и порой весьма существенно.При этом меняется не только интенсивность, но и направление главных напряжений, т.е. для двух разных масштабов измерений направления главных напряжений и их величина в общем случае не будут совпадать. Наиболее неблагоприятной будет ситуация, когда по
- Київ+380960830922