3. Какие полевые методы исследования напряженного состояния грунтового массива Вы знаете? Нарисовать схему исследования.

Одним из важнейших видов полевых исследований пород, являются их испытания в месте их залегания, без отбора проб и изготовления образцов. В этом случае максимально сохранены структура и связи с вмещающим массивом.

До начала ведения горных работ, массив находится в напряженном состоянии, которое в механике называется начальным. Основным фактором, благодаря которому создается начальное поле напряжений, являются силы гравитации. Кроме того, параметры начального поля напряжений зависят от ряда вторичных факторов, таких как температура, вещественный и минеральный состав пород, неотектоника, космические силы и т.п. При этом, влияние вторичных факторов, может превысить влияние первичных. Для равнинных территорий, находящихся вне влияния горных массивов и на достаточном удалении от краев литосферных плит, влияние вторичных факторов достаточно мало и начальное поле напряжений создается, благодаря наличию сил гравитации.

Существующие полевые методы исследования напряженного состояния грунтового массива:

Структурно-геологические методы дают возможность получать представление о вероятном направлении тектонических сжимающих и растягивающих напряжений в горных породах на основании анализа структурно-тектонических условий, неотектонических движений и сейсмичности района. Известно, что тектонические сжимающие и растягивающие напряжения обычно ориентированы вкрест простирания складок, тектонических разрывов и систем трещин. Все это позволяет сделать заключение об ориентировке действующих в горных породах массиве напряжениях.

Геофизические методы дают косвенное представление об ориентировке напряжений в разных точках геологической структуры и их величине. Основа этих методов – фиксация изменений скорости распространения упругих продольных волн в горных породах и некоторых других их физических свойств в зависимости от его напряженного состояния. Измеряя скорость распространения упругих волн, преимущественно акустической и ультразвуковой частот, получают схему ориентировки напряжений в горных породах.

Методы непосредственных измерений основаны на использовании специальных приборов – тензометров, для измерения напряжений по величине возникающих деформаций в породах и жестких датчиков (деформометров) для прямого измерения напряжений в горных породах в процессе их разгрузки.

Известны три наиболее распространенные метода определения напряжений на поверхности горных выработок:

метод полной разгрузки;

метод частичной разгрузки;

метод компенсационной разгрузки.

Метод полной разгрузки основан на измерении деформаций, возникающих при полном снятии напряжений на определенном участке поверхности массива путем создания четырех щелей. При этом полагается, что до разгрузки породный массив находился в упругом состоянии и пластическая составляющая отсутствует.

6