Раздел 3. Наблюдения за состоянием откосов на карьере.

В разделе освещаются методика работ по наблюдениям за деформациями и результаты наблюдений (дается описание возникших за прошедший период нарушений устойчивости, их динамики и последствий, а также нарушений устойчивости, не подлежащих паспортизации: осыпей, небольших размеров обрушений, локальных фильтрационных деформаций, осадок отвалов, обрушений козырьков, появления трещин, деформаций земной поверхности и рабочих площадок и т.п.), приводятся паспорта нарушений устойчивости.

На основе анализа деформаций делается прогноз возможности возникновения нарушений устойчивости, определяются содержание и объем дальнейших наблюдений, устанавливаются оползнеопасные зоны.

Раздел 4. Мероприятия по обеспечению устойчивости откосов на карьерах.

В разделе освещаются предусмотренные проектом и выполненные мероприятия по обеспечению устойчивости откосов на карьерах (сеть нагорных и водоотводных канав, дренажные траншеи, заоткоска уступов, планировка поверхности, осушение, фильтрующая пригрузка, искусственное укрепление и одернование откосов и пр.). Описываются принятые за отчетный период мероприятия технологического характера по предотвращению опасных деформаций или уменьшению их отрицательного влияния на режим работы карьера и производительность вскрышных добычных и отвальных работ. Даются оценка эффективности проведенных мероприятий и рекомендации по дальнейшему развитию этих мероприятий, их совершенствованию и удешевлению.

6.3.3. Отчеты о наблюдениях за состоянием откосов на карьерах составляются на каждый карьер рудоуправления в отдельности, рассматриваются техсоветом и утверждаются главным инженером вышестоящей организации. Отчеты хранятся непосредственно на предприятии до его ликвидации (консервации), после чего сдаются в вышестоящую организацию, вместе с комплектом первичной, вычислительной и графической документации по наблюдениям за устойчивостью откосов.

6.3.4. Документация по наблюдениям за деформациями откосов на карьерах:

а) первичная документация:

журнал осмотра состояния откосов;

журнал зарисовок обнажений;

журнал замеров трещиноватости;

журнал геометрического нивелирования;

журнал тригонометрического нивелирования;

журнал измерения длин;

журнал специальных наблюдений.

Журналы составляются по формам, рекомендованным приложениями и соответствии с требованиями действующей "Технической инструкции по производству маркшейдерских работ". Привязка наблюдательных станций производится в журналах и ведомостях обязательной документации;

б) вычислительная документация;

ведомость вычислений превышений тригонометрического нивелирования;

ведомость вертикальных смещений;

ведомость горизонтальных смещений;

ведомость скоростей смещения реперов;

специальные ведомости.

Ведомости составляются по формам, рекомендуемым приложениями в соответствии с требованиями действующей "Технической инструкции по производству маркшейдерских работ";

в) графическая документация:

сводный план горных разработок 1:2000, 1:5000 с указанием нарушений устойчивости;

схема наблюдательных станций;

схема мероприятий по обеспечению устойчивости откосов;

планы горных работ по уступам-горизонтам с нанесением нарушений устойчивости и участков возможных проявлений деформаций;

инженерно-геологические и гидрогеологические планы;

планы отвалов с нанесением мест возникновения нарушений устойчивости;

разрезы по участкам, подверженным нарушениям устойчивости;

разрезы по профильным линиям наблюдательных станций с графиками деформаций.

Графическая документация составляется в соответствии с действующими "Технической инструкцией по производству маркшейдерских работ" и "Условными знаками для горной графической документации" с учетом дополнений (приложение 18).

Приложение 1

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ИЗУЧЕНИИ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСОВ НА КАРЬЕРАХ

1. Абсолютное смещение горных пород - перемещение одной части горного массива относительно другой, неподвижной его части; определяется путем инструментальных маркшейдерских измерений и характеризуется вектором смещения.

2. Активная стадия развития деформаций откосов - период с момента появления видимых признаков разрушения массива горных пород до начала стадии затухания деформаций.

3. Анизотропная горная порода - горная порода, свойства которой в различных направлениях неодинаковы. Ярко выраженной механической анизотропией обладают многие осадочные породы (сланцы, глины), прочность которых вкрест наслоению в несколько раз выше, чем по наслоению.

4. Берма - (см. площадка уступа).

5. Борт карьера - боковая поверхность, ограничивающая карьер.

Б.К. в вертикальной плоскости может быть плоским, выпуклым, вогнутым и ломаным; в плане - прямолинейным и криволинейным (с выпуклостью в сторону выработанного пространства или в сторону подвигания горных работ). Различают рабочие и постоянные Б.К.; характеризуется Б.К. высотой и углом наклона.

6. Бровка - линия пересечения поверхности откоса уступа (яруса отвала) с поверхностью площадок (верхней или нижней), соответственно называемая верхней и нижней бровками. Нижняя бровка нижнего уступа называется контуром дна карьера, верхняя бровка верхнего уступа (линия пересечения откоса верхнего уступа с дневной поверхностью) - контуром карьера.

7. Величина сдвига горных пород (угол сдвига) - отношение разности абсолютных смещений отдельных точек массива к расстоянию между ними по нормали к направлению смещения. Если векторы смещения отдельных точек массива не параллельны между собой, то при определении величины сдвига направления и величины векторов смещения подвергаются закономерному сглаживанию.

8. Величина смещения оползня (обрушения) - горизонтальное проложение пути, пройденного смещенными породами от нижней бровки откоса по направлению смещения.

9. Вектор смещения - направленный отрезок, изображающий в некотором масштабе абсолютное смещение отдельной точки дневной поверхности или массива горных пород в пространстве на определенный момент времени. При обработке маркшейдерских измерений В.С. строятся на каждую серию наблюдений, т.е. характеризуют смещение реперов за период между наблюдениями.

10. Вертикальные деформации - характеризуют изменение положения точек дневной поверхности или массива горных пород в вертикальной плоскости. Различают абсолютные и относительные В.Д., последние вызваны неравномерностью смещения точек (реперов) в вертикальной плоскости.

11. Виды нарушений устойчивости откосов - разрушающие деформации откосов уступов и бортов карьеров и отвалов: оползни, обрушения, оплывины и просадки, а также фильтрационные деформации - выпор, оплывание, суффозия, фильтрационный вынос вдоль трещин.

12. Время стояния откоса - измеряется промежутком времени, в течение которого откос находился в нерабочем состоянии. В.С. включает в себя продолжительность скрытой стадии деформаций откоса.

13. Вторичные подвижки - активизация ранее наблюдавшихся деформаций (главным образом оползней), возникающая в результате внешних воздействий (влияние подземных вод, выпадение атмосферных осадков, таяние снегов, уборка части оползших масс, внешней пригрузки и т.п.), нередко сопровождающаяся вовлечением в движение масс горных пород, ранее не затронутых разрушающими деформациями.

14. Высот деформированного откоса - разность между максимальной и минимальной высотными отметками откоса до нарушения его устойчивости.

15. Глубина развития деформации - расстояние (по горизонтали) от первоначального положения верхней бровки (контура карьера) откоса до последней визуально прослеживаемой трещины в направлении, противоположном направлению движения смещенных масс.

16. Глубинный репер - (см. репер).

17. Горизонтальные деформации - характеризуют изменение положения точек дневной поверхности или массива горных пород в плане. Различают абсолютные и относительные Г.Д. Последние вызваны неравномерностью смещения отдельных точек (реперов) в плане, что приводит к сжатию или растяжению массива.

18. Графики сдвижений и деформаций - линии, изображающие в определенном масштабе распределение величин сдвижений и деформаций земной поверхности или горных пород на профильной линии. Различают графики (кривые): а) вертикального сдвижения (оседания); б) горизонтального сдвижения; в) сдвига горных пород; г) горизонтальных деформаций (сжатий и растяжений); д) скорости смещения.

19. Деформация горных пород - изменение формы и объема горных пород под действием различного рода сил (гравитационных, сейсмических, внешних пригрузок от горнотранспортного оборудования и т.д.). Различают упругие, пластические и разрывные деформации. При упругих деформациях после снятия нагрузки форма тела восстанавливается. Пластические и разрывные деформации необратимы. Большинство горных пород при повышении нагрузок претерпевает все три стадии деформирования. У глинистых пород упругая деформация практически отсутствует.

20. Динамическая нагрузка - кратковременное силовое воздействие на массив горных пород, вызванное работой горнотранспортного оборудования, сейсмическим воздействием взрывных работ или землетрясениями. При недостаточном запасе устойчивости откоса Д.Н. может привести к его разрушению.

21. Длина по фронту оползания, обрушения, оплывины - протяженность уступов или борта карьера, подверженного разрушающей деформации. Измеряется наибольший размер нарушенного участка, повторяющий конфигурацию бровок откоса. В том случае, если нарушению устойчивости подвержено несколько уступов, указывается суммарная величина по всем горизонтам. Если нарушение устойчивости циклично развивается вдоль фронта работ - указывается общая длина вне зависимости от времени развития вторичных подвижек.

22. Закол - визуально прослеживаемая трещина на верхней площадке уступа или дневной поверхности, образовавшаяся в результате развития деформаций откоса.

23. Изотропная горная порода - горная порода, механические свойства которой в различных направлениях одинаковы.

24. Искусственное укрепление горных пород - мероприятия, направленные на повышение устойчивости горных пород в условиях их естественного залегания. Различают следующие методы придания горным породам повышенной прочности: а) механические (штанговое крепление, шпунты, сваи, тяжи, подпорные и контрфорсные стенки); б) цементационные (обжиг, цементация, смолизация, битумизация, силикатизация); в) изоляционные (торкрет-бетон, набрызг-бетон, одернование и лесопосадка, гидрофобизирующее покрытие из мылонафта и др.); г) комбинированные (например, электроосмос и термообработка, штанговое крепление и цементация, штанговое крепление и гидроизоляционное покрытие и т.д.).

25. Исходный репер - (см. репер).

26. Коэффициент запаса устойчивости - отношение суммы всех сил, удерживающих откос в равновесии, к сумме всех сдвигающих сил, стремящихся вывести его из равновесия; действие этих сил во всех инженерных методах переносится на потенциальную (наиболее напряженную) поверхность скольжения. Для откосов эта величина принимается в пределах от 1,0 до 1,5; зависит от достоверности исходных данных при расчете, ответственности откоса и срока службы.

27. Коэффициент структурного ослабления - соотношение прочности горных пород в массиве и образце. Определяется опытным путем.

28. Маркшейдерская наблюдательная станция - совокупность реперов, заложенных по определенной системе на земной поверхности, уступах борта карьера или отвала с целью изучения, посредством систематических инструментальных маркшейдерских измерений, закономерностей деформирования горных пород в откосах.

29. Наблюдательная станция на борту карьера - совокупность реперов, заложенных по определенней системе на земной поверхности и уступах борта карьера с целью наблюдения за деформациями земной поверхности и откосов уступов.

30. Неполная серия наблюдений - комплекс измерений, в результате которых определяется положение реперов в одной из плоскостей (горизонтальной или вертикальной).

31. Обрушение - быстрое смещение породных масс или блоков и пачек пород, слагающих откос, сопровождающееся дроблением смещающейся части массива. Поверхность отрыва обрушающихся пород от основного массива, как правило, совпадает с различного рода нарушениями сплошности массива (крупные трещины, слоистость, тектонические нарушения и т.п.) и залегает под углом, большим угла внутреннего трения; поэтому после преодоления сил сцепления оторвавшийся массив не может удерживаться по этой поверхности силами трения и перемещается вниз к подошве откоса. Активная стадия обрушения протекает практически мгновенно.

32. Опасные деформации горных пород - деформации отвалов, уступов и бортов карьеров, площадок, а также прилегающей к карьеру территории, способные вызвать аварии горнотранспортного оборудования, ухудшающие условия работы, на карьерах, угрожающие безопасности работ в карьерах.

33. Оплывание - процесс разрушения горных пород, вызванный переносом и переотложением частиц пород подземными водами, вытекающими на откос.

34. Оплывина - перемещение в виде потока насыщенных водой до текучего состояния некоторых разновидностей песчано-глинистых пород нарушенной структуры (пылеватых песков и глин, а также лессовидных суглинков и лессов), которые растекаются по площадкам уступов под углом 4 - 6° и менее. Оплывина развивается довольно интенсивно, часто приобретая катастрофический характер.

35. Оползень - медленное смещение масс горных пород, слагающих откос (а нередко и его основание), происходящее в виде скользящего движения между смещающимися породами и неподвижным массивом. Наиболее крупный по размерам вид нарушения устойчивости откосов. Связан, главным образом, с наличием в толще горных пород слабых увлажненных слоев, контактов, даек, тектонических нарушений.

36. Опорный репер - (см. репер).

37. Оседание - вертикальное смещение массива горных пород в результате сжатия, уплотнения или иных видоизменений горных пород, слагающих откос или его основание. Весьма широко О. распространено на отвалах глинистых пород, где составляет до 30% от первоначальной высоты. Равномерное оседание, особенно связанное с консолидацией пород, в общем случае не представляет опасности.

38. Откос - наклонная часть поверхности открытой горной выработки или искусственной насыпи (отвала). В зависимости от вида горнодобывающего оборудования, откос может иметь плоский (экскаваторы - драглайны, многочерпаковые экскаваторы), вогнутый (прямая и обратная мехлопаты, цепные и роторные экскаваторы), ломаный (многочерпаковые экскаваторы) и сложный (роторные экскаваторы) профили.

39. Площадка (берма) уступа - горизонтальная часть поверхности уступа карьера, служащая для размещении горнодобывающих механизмов, транспортных путей, водосборных средств и приема и размещения осыпей и скатывающихся с поверхности откоса отдельных глыб горной породы. В соответствии с этим различают рабочие, транспортные, предохранительные площадки. Ширина площадок определяется размерами горнотранспортных машин, правилами технический эксплуатации и устойчивостью горных пород.

40. Поверхность скольжения - поверхность в массиве борта карьера (откоса уступа или отвала), являющаяся геометрическим местом течек максимальных относительных сдвигов горных пород и отделяющая смещающуюся часть от основной неподвижной части массива горных пород. В большинстве случаев поверхность скольжения связана с наличием в массиве поверхностей прочностной анизотропии горных пород (слабые контакты разнородных пород, трещины, тектонические зоны и нарушения, относительно малопрочные слои и прослойки). При оценке устойчивости откоса путем расчета выделяют расчетную поверхность, по которой производится сравнение сдвигающих и удерживающих сил.

41. Полная серия наблюдений - комплекс измерений на наблюдательной станции, в результате которых может быть определено положение реперов в пространстве; полная серия наблюдений состоит из нивелирования реперов и измерения расстояний между ними.

42. Полный вектор смещения - (см. вектор смещения).

43. Предельная высота вертикального откоса () - максимальная высота, при которой вертикальное обнажение устойчиво.

44. Предельная деформация борта - предельная величина сдвига пород, слагающих борта карьера, предшествующая активной стадии развития деформаций.

45. Призма обрушения борта карьера (откоса уступа, отвала) - часть массива горных пород (отвальных масс), заключенная между бортом карьера (откосом уступа или отвала) и поверхностью скольжения. Достигнув состояния предельного равновесия, призма обрушения борта (откоса уступа, отвала) отрывается от массива по поверхности скольжения и смещения к основанию борта (уступа, отвала).

46. Противооползневые мероприятия - комплекс мер профилактического характера, направленных на предупреждение, локализацию и предотвращение опасных деформаций (не только оползневых) откосов отвалов, уступов и бортов карьеров.

47. Просадки - неравномерное вертикальное опускание площадок уступов и поверхности отвалов, сложенных высокопористыми рыхлыми породами естественной и нарушенной структуры под влиянием собственного веса, динамических нагрузок и т.п. При просадках обычно не образуется сплошной поверхности скольжения. Особым видом просадочных явлений считаются провалы под влиянием карстовых процессов и подземных разработок.

48. Профильная линия - часть маркшейдерской наблюдательной станции в виде прямой или ломаной линии, по которой расположены реперы по наблюдению за деформациями горных пород. Состоит из рабочих и опорных реперов, которые располагаются, как правило, по направлению предполагаемых подвижек потенциальных нарушений устойчивости.

49. Рабочий репер - (см. репер).

50. Расчетные характеристики - используемые при оценке устойчивости показатели физико-механических свойств горных пород.

51. Репер - закрепленная в натуре (на дневной поверхности, в массиве горных пород или в горной выработке) маркшейдерская точка с известными координатами. Различают исходные, опорные и рабочие реперы. В качестве исходных для наблюдений за деформациями горных пород в откосах служат пункты съемочного обоснования, полигонометрии 1-го и 11-го разрядов, триангуляции всех классов и микротриангуляции. Исходные реперы служат для развития сети наблюдательной станции, состоящей из отдельных профильных линий. Реперы профильных линий, заложенные вне зоны деформирования земной поверхности, служат в качестве опорных для производства маркшейдерских наблюдений за положением в пространстве и времени рабочих реперов.

52. Скорость смещения точек массива - величина смещения рабочих реперов маркшейдерской наблюдательной станции за определенный отрезок времени по направлению вектора смещения. В зависимости от динамики процесса, скорости деформаций могут измеряться: м/час, м/сутки, мм/час, мм/сутки, мм/мес. Для характеристики степени опасности деформаций наиболее показательна скорость смещения в начальный период активной стадии деформаций.

53. Скрытая стадия развития оползня - период от начала развития микроподвижек в массиве до появления видимых признаков формирования оползня (появление трещин на земной поверхности, выпирание пород в основании борта карьера и т.д.). Скорость смещения точек массива к концу скрытой стадии 1 - 10 мм/сутки.

54. Стадия затухания оползня - период смещения оползневых масс с уменьшающейся скоростью до полного прекращения смещения.

55. Суффозия - вынос мелких частиц из массива горных пород под влиянием гидродинамических сил.

56. Трещина отрыва () - верхняя часть поверхности скольжения - ее вертикальная часть.

57. Угол наклона борта карьера - угол в плоскости, нормальной к простиранию борта карьера, между линией, соединяющей верхний и нижний контуры карьера, и ее проекцией на горизонтальную плоскость.

58. Угол откоса уступа - угол в плоскости, нормальной к простиранию уступа, между линией, соединяющей верхнюю и нижнюю бровки уступа, и ее проекцией на горизонтальную плоскость.

59. Уступ карьера - часть борта карьера в форме ступени.

60. Ущерб от нарушения устойчивости откоса - стоимость дополнительных работ по ликвидации последствий нарушения устойчивости; удорожание работ, вызванное снижением производительности добычных и транспортных средств; ухудшение качества полезного ископаемого в результате его разубоживания деформированными массами.

61. Ширина призмы обрушения - участок дневной поверхности или площадки уступа между бровкой и контуром потенциальной поверхности скольжения.

62. Ширина зоны деформирования земной поверхности - расстояние от верхнего контура карьера до границы, за которой микродеформации не проявляются.

63. Ширина зоны заколов - расстояние от верхнего контура (бровки) карьера (уступа) до наиболее удаленного закола или трещины.

64. Эквивалентный угол наклона борта выпуклого и вогнутого профилей - фиктивный угол наклона борта карьера плоского профиля, эквивалентный по объему вскрыши углам наклона бортов выпуклого и вогнутого профилей.

Приложение 2

КЛАССИФИКАЦИЯ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ГОРНЫХ ПОРОД ПО УСЛОВИЯМ УСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВ КАРЬЕРОВ

---------------+----------------------------------------------------------

Характеристика¦ Характеристика комплексов по условиям сложности

комплексов ¦ залегания пород

+------------------+------------------+--------------------

¦ 1-я подгруппа ¦ 2-я подгруппа ¦ 3-я подгруппа

¦ простые ¦средней сложности ¦ сложные

---------------+------------------+------------------+--------------------

1 ¦ 2 ¦ 3 ¦ 4

---------------+------------------+------------------+--------------------

I группа ¦Горизонтальное, ¦Наклонное и крутое¦Наклонное и крутое

Комплексы ¦пологое и ¦залегание; серия ¦залегание,

крепких ¦наклонное ¦зон дробления и ¦интенсивная

скальных ¦залегание; ¦разрывные ¦складчатость;

пород: ¦выдержанность ¦нарушения, иногда ¦развитие

прочность в ¦пород по мощности ¦со значительным ¦дизъюктивных

образце ¦и простиранию; ¦перемещением пород¦нарушений,

сигма > 800 ¦разрывные ¦ ¦значительное

сж ¦нарушения и ¦ ¦количество

кг/см2 ¦дополнительная ¦ ¦незакономерно

¦складчатость ¦ ¦расположенных

¦совершенно ¦ ¦тектонических

¦отсутствуют или ¦ ¦трещин большого

¦весьма ¦ ¦протяжения крутого

¦немногочисленны ¦ ¦и пологого падения;

¦ ¦ ¦секущие формы

¦ ¦ ¦интрузий

¦ ¦ ¦

¦Печенгские ¦Гороблагодатское и¦Алтын-Топканское

¦месторождения, ¦Леояжинское ¦свинцово-цинковое,

¦некоторые ¦железорудные ¦Абаканское

¦месторождения ¦месторождения, ¦железорудное

¦Кривого Рога, ¦Риддерское ¦месторождения;

¦Атасуйское ¦месторождение, ¦некоторые

¦железорудное ¦Тишинское ¦месторождения

¦месторождение ¦месторождение ¦Кривого

¦ ¦ ¦Рога, Дашкесанское

¦ ¦ ¦железорудное

¦ ¦ ¦месторождение

¦ ¦ ¦

II группа ¦Спокойное ¦Горизонтальное, ¦Наклонное и крутое

Комплексы ¦горизонтальное или¦пологое, наклонное¦залегание, частое

измененных ¦пологое залегание,¦и крутое ¦чередование пород,

скальных и ¦слабая фациальная ¦залегание, ¦не выдержанных по

полускальных ¦изменчивость пород¦осложненное рядом ¦мощности и

пород со ¦и их малая ¦пликативных и ¦простиранию,

средней ¦нарушенность; ¦дизъюнктивных ¦широкое развитие

прочностью в ¦преобладает ¦нарушений; более ¦зон рассланцевания

образце: ¦нормальносекущая ¦сложный характер ¦и перемятия пород;

сигма = 80 -¦трещиноватость ¦трещиноватости ¦наличие серии

сж ¦ ¦ ¦надвигов и сбросов;

800 кг/см2 ¦ ¦ ¦незакономерное

¦ ¦ ¦залегание сплошных

¦ ¦ ¦трещин

¦ ¦ ¦

¦Томь-Усинское и ¦Месторождения: ¦Комплексы вмещающих

¦Грамотеинское ¦Коундарское, ¦пород

¦месторождения ¦Кальмакырское, ¦месторождений:

¦Кузбасса ¦Сибайское и ¦Зыряновского,

¦ ¦Блявинское, ¦Баженовского,

¦ ¦Кедровское ¦Николаевского,

¦ ¦(Кузбасс), ¦Кузбасса

¦ ¦Экибастузское ¦(Бачатского,

¦ ¦угольное ¦Краснобродского,

¦ ¦ ¦Киселевского),

¦ ¦ ¦Уфалейских

¦ ¦ ¦никелевых

¦ ¦ ¦

III группа ¦Горизонтальное и ¦Горизонтальное и ¦Горизонтальное,

Комплексы ¦пологое залегание,¦пологое залегание,¦пологое и крутое

слабых пород, ¦слабая фациальная ¦значительная ¦залегание, сильная

прочность в ¦изменчивость ¦фациальная ¦фациальная

образце: ¦пород, ¦изменчивость, ¦изменчивость,

сигма < 80 ¦относительно ¦довольно сложные ¦развитие

сж ¦простые ¦гидрогеологические¦дизъюнктивных

кг/см2 ¦гидрогеологические¦условия ¦нарушений, сложные

¦условия (по ¦ ¦гидрогеологические

¦вмещающим породам ¦ ¦условия

¦и по характеру ¦ ¦

¦залегания ¦ ¦

¦водоносных ¦ ¦

¦горизонтов) ¦ ¦

¦ ¦ ¦

¦Никопольский ¦Подмосковный ¦Северо-Уральские

¦марганцевый ¦буроугольный ¦буроугольные

¦бассейн, комплекс ¦бассейн, ¦месторождения,

¦покровных ¦Керченское ¦Южно-Уральский

¦отложений ¦железорудное ¦буроугольный

¦Соколовского, ¦месторождение, ¦бассейн;

¦Сарбайского и ¦комплекс рыхлых ¦Боровичское

¦Лебединского (КМА)¦отложений ¦месторождение

¦железорудных ¦Зыряновского ¦огнеупорных глин

¦месторождений, ¦месторождения, ¦

¦Часов-Ярсхое и ¦Кушмурунское, ¦

¦Первомайское ¦Иржа-Бородинское, ¦

¦месторождения ¦Наваровское, ¦

¦огнеупорных глин ¦Итатское, ¦

¦ ¦Абанское, ¦

¦ ¦Березовское и ¦

¦ ¦Тигнинское ¦

¦ ¦буроугольные ¦

¦ ¦месторождения ¦

---------------+------------------+------------------+--------------------

Приложение 3

КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ПО ИХ УСТОЙЧИВОСТИ В ОТКОСАХ

-------------+-------------------+-------------------+---------------------

Группа пород¦ Общая ¦ Основные ¦Основные показатели

¦ характеристика ¦ представители ¦ устойчивости

¦ ¦ горных пород этой ¦ откосов

¦ ¦ группы ¦

-------------+-------------------+-------------------+---------------------

1 ¦ 2 ¦ 3 ¦ 4

-------------+-------------------+-------------------+---------------------

I. Крепкие ¦сигма > 800 ¦Невыветреные и ¦Характеристики

(скальные) ¦ сж ¦слабовыветреные ¦сопротивления

¦кг/см2 ¦изверженные и ¦сдвигу по

¦слаботрещиноватые, ¦метаморфические ¦поверхностям

¦слабовыветриваемые,¦породы, кварцевые ¦ослабления ро и

¦не набухают, в ¦песчаники, ¦каппа' и элементы

¦бортах карьеров не ¦известняки и ¦залегания этих

¦подвергаются ¦кремнистые ¦поверхностей

¦пластическим ¦конгломераты ¦

¦деформациям ¦ ¦

¦ ¦ ¦

II. Средней ¦сигма = 80 - 800 ¦Выветрелые разности¦Характеристики

крепости ¦ сж ¦изверженных и ¦прочности пород в

¦кг/см2, ¦метаморфических ¦образце ро и каппа,

¦трещиноватые, ¦пород, глинистые и ¦по поверхностям

¦интенсивно ¦песчано-глинистые ¦ослабления ро' и

¦выветриваются, не ¦сланцы, глинистые и¦каппа', элементы

¦набухают, не ¦известковые ¦залегания

¦размокают, не ¦песчаники, ¦поверхностей

¦пластичны ¦аргиллиты, ¦ослабления,

¦ ¦алевролиты, ¦характер и

¦ ¦мергели, ¦интенсивность

¦ ¦известковые ¦трещиноватости

¦ ¦конгломераты и ¦

¦ ¦брекчин, известняк-¦

¦ ¦ракушечник, угли ¦

¦ ¦ ¦

III. Слабые ¦сигма < 80 ¦Сильно выветрелые ¦Характеристики ро,

¦ сж ¦или полностью ¦каппа, ро', каппа',

¦кг/см2; набухают, ¦дезинтегрированные ¦интенсивность

¦размокают, ¦изверженные и ¦трещиноватости,

¦пластичны, ¦метаморфические, а ¦залегания

¦интенсивно ¦также выветрелые ¦поверхностей

¦выветриваются и ¦разности осадочных ¦ослабления;

¦осыпаются, оползают¦пород второй ¦водонасыщенность и

¦ ¦группы; некоторые ¦напорные воды

¦ ¦виды сланцев, ¦

¦ ¦аргиллитов и ¦

¦ ¦песчаников (талько-¦

¦ ¦хлоритовые сланцы, ¦

¦ ¦"мыльники", красные¦

¦ ¦песчаники ¦

¦ ¦Джезказгана и др.) ¦

¦ ¦ ¦

Несвязные ¦Сцепление ¦Каменистые и ¦Угол внутреннего

(сыпучие) ¦отсутствует; угол ¦щебеночные ¦трения (или угол

¦внутреннего трения ¦накопления у ¦естественного

¦и угол ¦основания откосов ¦откоса), зависящий

¦естественного ¦пород первой и ¦от коэффициента

¦откоса изменяются в¦второй групп, ¦трения по

¦пределах 28 - 38°; ¦чистые галечники и ¦поверхности частиц

¦пластически не ¦пески ¦(обломков) и от их

¦деформируются, не ¦ ¦формы

¦размокают и не ¦ ¦

¦оползают ¦ ¦

¦ ¦ ¦

Илы и ¦Сцепление менее 0,2¦Современные илисто-¦В откосах высотой

плывуны ¦кг/см2; в ¦глинистые, озерные,¦более 3 - 5 м

¦водонасыщенном ¦болотные и лагунные¦неустойчивы; не

¦состоянии ¦осадки, рыхлые ¦могут служить

¦внутреннее трение ¦водонасыщенные ¦устойчивым

¦отсутствует ¦пылеватые пески и ¦основанием отвалов,

¦ ¦глины, ¦оборудования и

¦ ¦водонасыщенные ¦дорог

¦ ¦почвы, ¦

¦ ¦заторфованные ¦

¦ ¦осадки, ¦

¦ ¦водонасыщенные ¦

¦ ¦легкие и пылеватые ¦

¦ ¦суглинки ¦

-------------+-------------------+-------------------+---------------------

Приложение 4

МЕТОДИКА ПРОИЗВОДСТВА НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ СДВИГУ ТРЕЩИНОВАТЫХ ПОРОД

Натурные испытания проводятся с целью изучения сопротивления срезу анизотропного массива, сложенного скальными, полускальными и песчано-глинистыми трещиноватыми породами, и заключаются в следующем. В массиве пород оконтуривают призму таким образом, чтобы она сохраняла связь с массивом по той поверхности, по которой необходимо определить характеристики сопротивления срезу.

К этой поверхности прикладываются нормальные и касательные силы, создаваемые, как правило, гидравлическими домкратами.

Если плоскость среза в призме располагается по поверхности сплошных трещин, контактов слоев или контактов древних оползней, то в этом случае определяется сопротивляемость массива срезу по поверхностям ослабления. При расположении плоскости среза под углом к направлению трещин и другим контактам ослабления определяется сопротивляемость массива срезу вкрест слоистости и трещиноватости.

При проведении натурных испытаний применяются две схемы нагружения. Первая схема нагружения (рис. 1а) подобна схеме нагружения образцов пород при лабораторных испытаниях на "косой срез", когда нормальные и касательные напряжения на плоскости среза создаются одной силой, направленной под углом 20 - 45° к плоскости среза. Нагружение по этой схеме является наиболее простым и в основном применяется при испытании призм, оконтуренных на площадках или в откосах уступов карьеров.

По второй схеме (рис. 1б) нормальные и касательные напряжения создаются независимо двумя домкратами.

Рис. 1. Схемы натурных испытаний

Испытания по этой схеме проводятся чаще в подземных выработках или шурфах, где проще осуществить нагружение призм по двум взаимно перпендикулярным направлениям.

Нарезка призм в слабых породах производится вручную кайлом и специальными долотами, а в скальных и полускальных породах - пневматическими отбойными молотками, электросверлами и перфораторами.

После зачистки щелей в одну из них помещают гидродомкрат и с помощью насоса в него подают рабочую жидкость (воду или масло). Опыт считается законченным, когда давление в гидродомкрате перестает расти или начинает падать.

По окончании опыта производится зарисовка призмы, подсчитывается число структурных блоков, слагающих призму, и отбираются образцы для лабораторных опытов с целью определения прочностных характеристик в образце (куске).

Обработка результатов натурных испытаний производится в следующем порядке:

1. Тщательно замеряется поверхность среза, и определяется площадь среза.

2. Определяется угол между поверхностью среза и плоскостью нижней плиты домкрата.

3. Определяется усилие P, действующее на плоскость среза, являющееся геометрической суммой веса призмы вместе с оборудованием на ней и усилия, развиваемого домкратом:

 

где D - удельное давление жидкости в домкрате, определяемое по манометру, кг/см2;

S - рабочая площадь цилиндра домкрата, см2;

t - коэффициент передачи давления (устанавливается при тарировке);

- вес призмы и домкрата с плитами, кг.

4. Величина сцепления массива по поверхности среза вычисляется по формуле:

,

где - угол внутреннего трения, определенный лабораторными испытаниями образцов пород с мест натурных испытаний; - угол между поверхностью среза и плоскостью нижней плиты домкрата.

В комплект оборудования для натурных испытаний входят: гидравлический домкрат с накладными стальными плитами толщиной 10 - 12 мм, гидравлический насос, роликовая постель, манометр и соединительная трубка высокого давления.

Гидравлический домкрат облегченной конструкции имеет следующие технические характеристики:

1. Грузоподъемность 70 т

2. Вес 35 кг

3. Рабочий ход поршня 12 см

4. Высота 20 см

5. Диаметр поршня 28,4 см

6. Наружный диаметр цилиндра 30 см

Ручной насос обеспечивает необходимую скорость подачи жидкости, так что продолжительность опыта может быть легко сведена до 5 - 10 мин.

Более детально методика проведения натурных испытаний, описание применяемой аппаратуры изложены в "Методических указаниях по производству натурных испытаний сопротивления сдвигу неоднородных, слоистых и трещиноватых пород" (Изд. ВНИМИ, 1965 г.)

Приложение 5

ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА "A" ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ПОРОД

----------+----------------------------------+--------------+--------------

Группа ¦ Наименование пород и характер ¦ Величина ¦ Величина

пород ¦ трещиноватости ¦ сцепления в ¦коэффициента

¦ ¦ монолите, ¦ "a"

¦ ¦ кг/см2 ¦

----------+----------------------------------+--------------+--------------

III ¦Слабоуплотненные и ¦ 4 - 9 ¦ 0,5

¦слаботрещиноватые песчано- ¦ ¦

¦глинистые отложения, сильно ¦ ¦

¦выветрелые полностью ¦ ¦

¦каолинизированные изверженные ¦ ¦

¦ ¦ ¦

¦Уплотненные песчано-глинистые, в ¦ 10 - 20 ¦ 2

¦основном нормальносекущей ¦ ¦

¦трещиноватости ¦ ¦

¦ ¦ ¦

II ¦Сильно каолинизированные ¦ 30 - 80 ¦ 2

¦изверженные ¦ ¦

¦ ¦ ¦

¦Уплотненные песчано-глинистые с ¦ 30 - 80 ¦ 3

¦развитой кососекущий ¦ ¦

¦трещиноватостью; каолинизированные¦ ¦

¦изверженные ¦ ¦

¦ ¦ ¦

¦Средней крепости слоистые ¦ 100 - 150 ¦ 3

¦преимущественно нормальносекущий ¦ 150 - 170 ¦ 4

¦трещиноватости ¦ 170 - 200 ¦ 5

¦ ¦ ¦

I ¦Крепкие, преимущественно ¦ 200 - 300 ¦ 6

¦нормальносекущей трещиноватости ¦ > 300 ¦ 7

¦ ¦ ¦

¦Крепкие изверженные с развитой ¦ > 200 ¦ 10

¦кососекущей трещиноватостью ¦ ¦

----------+----------------------------------+--------------+--------------

Приложение 6

ПЕРЕЧЕНЬ И ОБЪЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД

-------------------+----------------+---------------+----------------------

Наименование ¦ Какие породы ¦ Количество ¦ Краткая

испытаний ¦ испытываются ¦ испытаний ¦ характеристика

¦ ¦ ¦ испытаний

-------------------+----------------+---------------+----------------------

1 ¦ 2 ¦ 3 ¦ 4

-------------------+----------------+---------------+----------------------

1. Срез ¦Слабосвязные ¦От 12 до 48 ¦Быстрый срез на

¦песчаные и ¦испытаний для ¦обычных

¦глинистые ¦каждого ¦одноплоскостных

¦ ¦однородного ¦срезных приборах при

¦ ¦слоя ¦нормальных нагрузках,

¦ ¦ ¦достигающих 0,8 H

¦ ¦ ¦гамма (53, 69)

¦ ¦ ¦

2. Трехосное ¦Слабые и средней¦Дополнительные ¦"Недренированные

сжатие ¦прочности ¦испытания к ¦испытания" в

¦ ¦испытаниям на ¦стабилометрах при

¦ ¦срез ¦боковом давлении до

¦ ¦ ¦0,4 H гамма (53)

¦ ¦ ¦

3. Угол ¦Сыпучие ¦ 4 - 6 ¦В сухом состоянии и

естественного ¦ ¦ ¦под водой высота

откоса ¦ ¦ ¦откоса не менее чем в

¦ ¦ ¦100 раз должна

¦ ¦ ¦превышать средний

¦ ¦ ¦диаметр частиц

¦ ¦ ¦(4, 38, 51, 72)

¦ ¦ ¦

4. Одноосное ¦Крепкие и ¦от 9 до 30 ¦Высота образца в два

сжатие ¦средней ¦испытаний для ¦раза больше диаметра.

¦прочности ¦каждой ¦Сжатие между

¦ ¦литологической ¦шероховатыми плитами

¦ ¦разности ¦(53, 69, 72)

¦ ¦ ¦

5. Предел ¦Песчано- ¦Не менее 50% ¦По методике ВНИМИ

ползучести ¦глинистые и ¦от количества ¦путем наблюдений

¦глинистые ¦испытаний, ¦деформаций при

¦ ¦указанного в ¦снижении напряжений

¦ ¦п. 1 ¦до затухания

¦ ¦ ¦ползучести ( 53, 69)

¦ ¦ ¦

6. Компрессия и ¦Глинистые ¦2 - 4 для ¦Компрессионные

водопроницаемость ¦ ¦каждого слоя ¦приборы диаметром 70

¦ ¦ ¦мм, при нагрузках до

¦ ¦ ¦H гамма; обратная

¦ ¦ ¦ветвь до полной

¦ ¦ ¦разгрузки и полного

¦ ¦ ¦набухания (4, 33, 49,

¦ ¦ ¦51, 55, 57, 70, 72)

¦ ¦ ¦

7. Естественная ¦Все ¦Определяются ¦Влажность при

влажность и ¦разновидности ¦при всех ¦высушивании, при 106

пористость ¦ ¦испытаниях, ¦- 110° в течение 5 - 6

¦ ¦указанных в п. ¦часов (33, 51, 72,

¦ ¦п. 1 - 6 ¦57, 4)

¦ ¦ ¦

8. Объемный вес ¦То же ¦ То же ¦Методом

¦ ¦ ¦непосредственных

¦ ¦ ¦измерений образцов,

¦ ¦ ¦испытываемых на срез

¦ ¦ ¦и сжатие, методами

¦ ¦ ¦режущих цилиндров и

¦ ¦ ¦парафинирования (4,

¦ ¦ ¦33, 49, 51, 55, 57,

¦ ¦ ¦70, 72)

¦ ¦ ¦

9. Удельный вес ¦Все ¦10 - 15% от ¦Пикнометрическим

¦разновидности ¦количества ¦методом (4, 33, 51,

¦пород ¦испытаний, ¦57, 72). Засоленные

¦ ¦указанных в п. ¦разности

¦ ¦п. 1 - 6 ¦пинкометрическим

¦ ¦ ¦методом с применением

¦ ¦ ¦нейтральных

¦ ¦ ¦жидкостей: керосин,

¦ ¦ ¦бензин, спирт, толуол

¦ ¦ ¦и т.п. (51)

¦ ¦ ¦

10. ¦Несвязные ¦10 - 15% от ¦Методами: визуальным,

Гранулометрический¦песчаные ¦количества ¦ситовым,

состав ¦ ¦испытаний, ¦комбинированным (33,

¦ ¦указанных в п. ¦72, 4)

¦ ¦п. 1 - 3 ¦

¦Глинистые ¦ -"- ¦Методами: пипеточным

¦ ¦ ¦и

¦ ¦ ¦редкоареометрическим

¦ ¦ ¦(33, 70, 72, 4)

¦ ¦ ¦

11. ¦Крепкие, средней¦ ¦

Минералогический ¦крепости и ¦ ¦

состав ¦сцементированные¦1 - 2 для ¦

¦разности ¦каждого слоя ¦

¦Несвязные ¦ -"- ¦Оптическим методом -

¦песчаные ¦ ¦просмотром в

¦ ¦ ¦бинокулярную лупу и

¦ ¦ ¦иммерсионным методом

¦ ¦ ¦(57)

¦Глинистые ¦ -"- ¦Методом окрашивания,

¦ ¦ ¦термического анализа,

¦ ¦ ¦методом электронной

¦ ¦ ¦микроскопии, методом

¦ ¦ ¦рентгенографического

¦ ¦ ¦анализа и

¦ ¦ ¦редковалового

¦ ¦ ¦химического анализа

¦ ¦ ¦(41, 57)

¦ ¦ ¦

12. Пределы и ¦ Глинистые ¦Определяются ¦Предел текучести -

число пластичности¦ ¦при всех ¦балансирным конусом

¦ ¦испытаниях, ¦Васильева; предел

¦ ¦указанных в п. ¦пластичности -

¦ ¦6 ¦методом раскатывания

¦ ¦ ¦грунта в проволоку и

¦ ¦ ¦оба предела -

¦ ¦ ¦пенетрацией конуса.

¦ ¦ ¦

13. Капиллярная и ¦Несвязные ¦10 - 15% от ¦Методами высоких

максимальная ¦песчаные ¦количества ¦колонн путем

молекулярная ¦ ¦испытаний, ¦непосредственного

влагоемкость ¦ ¦указанных в ¦наблюдения (4, 33,

¦ ¦п. 1 ¦72)

¦Глинистые ¦ -"- ¦Методами

¦ ¦ ¦влагоемких сред (4,

¦ ¦ ¦33, 70, 72)

¦ ¦ ¦

14. Коэффициент ¦Средней ¦1 - 2 для ¦Путем сравнения

стойкости ¦прочности и ¦каждой ¦прочности

¦крепости ¦литологической ¦естественной и после

¦ ¦разности ¦многократного

¦ ¦ ¦увлажнения и

¦ ¦ ¦высушивания, а также

¦ ¦ ¦замораживания и

¦ ¦ ¦оттаивания.

-------------------+----------------+---------------+----------------------

Примечание:

В 4-й колонке цифрами обозначены номера работ в списке литературы, в которых дано обоснование объема и методики соответствующего вида испытаний.

Целесообразно для пород средней крепости и слабых проводить определения: бокового распора (2 - 3), предельной деформации сдвига 3 - 4), водоотдачи (2 - 3) и начального градиента фильтрации (2 - 3).

Приложение 7

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ГОРНЫХ ПОРОД

------------------+---------------------------------------------------+--------------

Литологическое ¦ Физико-механические характеристики ¦ Размер

наименование +--------+--------+----------+----------+-----------+элементарного

горных пород ¦объемный¦удельный¦влажность,¦сцепление ¦ угол ¦структурного

¦ вес, ¦ вес, ¦ %% ¦в образце,¦внутреннего¦ блока, м

¦ г/см3 ¦ г/см3 ¦ ¦ кг/см2 ¦ трения ¦

------------------+--------+--------+----------+----------+-----------+--------------

1 ¦ 2 ¦ 3 ¦ 4 ¦ 5 ¦ 6 ¦ 7

------------------+--------+--------+----------+----------+-----------+--------------

I. Крепкие породы

Изверженные (К >= 300 кг/см2)

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

Гранитоиды ¦ 2.62 ¦ ¦ ¦ 425 ¦ 36°30' ¦

Кварц. порфиры ¦ 2.56 ¦ 2.64 ¦ 0.36 ¦ 395 ¦ 37° ¦ 0.40

Сиениты ¦ 2.76 ¦ ¦ 0.87 ¦ 363 ¦ 37° ¦ 0.40

Гранодиориты ¦ 2.68 ¦ 2.78 ¦ 0.39 ¦ 560 ¦ 32° ¦ 0.50

Порфиры ¦ 3.02 ¦ ¦ 0.50 ¦ 365 ¦ 38° ¦ 0.45

Габбро-диориты ¦ 2.70 ¦ ¦ ¦ 373 ¦ 35°30' ¦

Габбро ¦ 3.11 ¦ ¦ ¦ 300 ¦ 36° ¦

Габбро-диабазы ¦ 2.86 ¦ ¦ ¦ 358 ¦ 32° ¦ 0.80

Диабазы ¦ 2.95 ¦ ¦ ¦ 460 ¦ 30° ¦

Перидотиты ¦ 2.80 ¦ ¦ ¦ 323 ¦ 36° ¦ 0.70

Пироксениты ¦ 3.28 ¦ ¦ ¦ 350 ¦ 35°30' ¦

Метаморфические (к > 200 кг/см2)

Кварциты ¦ 2.64 ¦ 2.84 ¦ 0.50 ¦350 - 700 ¦ 36° ¦ 0.5 - 0.7

Джеспилиты ¦ 3.43 ¦ ¦ ¦ 360 ¦ 35° ¦ 0.40

Роговики ¦ 2.58 ¦ ¦ ¦ 305 ¦ 35° ¦ 0.40

Роговики гидро- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

гематитовые ¦ 3.17 ¦ ¦ ¦ 300 ¦ 32° ¦ 0.40

Сланцы ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

кремнисто- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

глинистые ¦ 2.82 ¦ ¦ 0.24 ¦ 380 ¦ 38°30' ¦ 0.30

Сланцы кварцево- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

хлорито-серицит. ¦ 2.73 ¦ ¦ ¦ 210 ¦ 33° ¦ 0.30

Филлиты, туффиты ¦ 2.87 ¦ ¦ ¦ 300 ¦ 28° ¦ 0.40

Серпентиниты ¦ 2.7 - ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 3.1 ¦ ¦ 0.40 ¦230 - 800 ¦ 35° ¦ 0.6 - 1.0

Скарны ¦ 2.75 ¦ ¦ 0.28 ¦ 587 ¦ 31° ¦ 0.4 - 0.5

Осадочные (к < 200 кг/см2)

Известняки ¦ 2.70 ¦ 2.77 ¦ 0.14 ¦ 220 ¦ 33° ¦

II. Породы средней прочности

Изверженные маловыветренные (к < 300 кг/см2)

Гранитоиды ¦ 2.56 ¦ ¦ ¦ 220 ¦ 36°30' ¦ 0.3 - 0.5

Кварцевые ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

порфиры ¦ 2.50 ¦ 2.64 ¦ 0.20 ¦ 227 ¦ 34° ¦ 0.3 - 0.5

Сиениты, ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

сиенито-диориты, ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

диориты ¦ 2.50 ¦ 2.66 ¦ 1.00 ¦ 205 ¦ 32° ¦ 0.3 - 0.5

Гранодиориты, ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

гранодиорит- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

порфиры ¦ 2.57 ¦ 2.75 ¦ 1.05 ¦ 285 ¦ 36°30' ¦ 0.50

Порфиры ¦ 3.00 ¦ ¦ ¦ 260 ¦ 37° ¦

Габбро-диориты ¦ 3.00 ¦ ¦ ¦ 210 ¦ 36° ¦

Габбро ¦ 2.83 ¦ ¦ ¦ 275 ¦ 35° ¦

Габбро-диабазы ¦ 2.98 ¦ ¦ ¦ 260 ¦ 36°30' ¦

Диабазы ¦ 2.75 ¦ ¦ ¦200 - 260 ¦36° - 37° ¦

Спилиты ¦ ¦ ¦ ¦ 240 ¦ 36° ¦ 0.70

Изверженные выветрелые (к = 20 - 200 кг/см2)

Сиенито-диориты ¦ ¦ ¦ ¦ 120 ¦ 32° ¦

Кератофиры ¦ ¦ ¦ ¦ 165 ¦ 33° ¦

Гранодиорит- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

порфиры ¦ 2.40 ¦ 2.74 ¦ 0.90 ¦ 180 ¦ 36° ¦ 0.3 - 0.5

Порфириты ¦ ¦ ¦ ¦ 170 ¦ 31° ¦

Габбро-диориты ¦ 2.66 ¦ ¦ ¦ 180 ¦ 36° ¦

Диабазы ¦ ¦ ¦ ¦ 70 ¦ 34° ¦

Метаморфические (к = 20 - 200 кг/см2)

Кварциты ¦ 2.61 ¦ 2.78 ¦ 0.40 ¦ 165 ¦ 34° ¦ 0.5 - 0.7

Кварциты ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

каолинизированные¦ 2.24 ¦ 2.59 ¦ 0.94 ¦ 48 ¦ 30° ¦ 0.2 - 0.3

Сланцы песчано- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

глинистые ¦ 2.78 ¦ ¦ ¦ 180 ¦ 37° ¦ 0.40

Сланцы хлорито- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

кварцевые и ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

хлоритовые ¦ 2.86 ¦ ¦ ¦ 140 ¦ 35° ¦ 0.30

Филлиты ¦ 2.86 ¦ ¦ ¦ 152 ¦ 27° ¦ 0.30

Тальково- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

Карбонатная ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

порода ¦ 2.89 ¦ ¦ ¦ 115 ¦ 30° ¦

Магнетиты ¦ 4.32 ¦ ¦ ¦ 190 ¦ 34° ¦ 0.2 - 0.3

Серпентиниты ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

выветрелые ¦ 2.50 ¦ ¦ ¦ 84 ¦ 34° ¦ 0.2 - 0.3

Серпентиниты ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

рассланцованные, ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

сильно ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

выветрелые ¦ 2.50 ¦ ¦ ¦ 28 ¦ 25° ¦ 0.5 - 0.3

Осадочные (к = 20 - 200 кг/см2)

Известняки ¦ 2.44 ¦ ¦ ¦ 140 ¦ ¦

¦ 2.67 ¦ 2.88 ¦0.1 - 4.0 ¦ 165 ¦ 27 - 32° ¦ 0.3 - 0.8

Известняки ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

выветрелые ¦ 2.37 ¦ ¦ ¦ 73 ¦ 32° ¦

Песчаники ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

аркозовые ¦ 2.46 ¦ ¦ ¦ 175 ¦ 38° ¦

Песчаники ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

глинистые ¦ 2.67 ¦ ¦ ¦ 170 ¦ 37° ¦

Песчаники с ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

карбонатным ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

цементом ¦ 2.57 ¦ 2.68 ¦ ¦ 170 ¦ 36° ¦ 0.40

Песчаники с ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

глинисто- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

железистым ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

цементом ¦ 3.31 ¦ 2.70 ¦ 2.70 ¦ 87 ¦ 35° ¦ 0.30

Песчаники ¦ 2.58 ¦ 2.75 ¦ ¦ 50 - 90 ¦ 35° ¦ 0.3 - 0.8

Алевролиты ¦ 2.51 ¦ 2.72 ¦ 4.00 ¦ 35 - 70 ¦ 38° ¦ 0.35 - 0.7

Аргиллиты ¦ 2.45 ¦ 2.80 ¦ 8.00 ¦ 40 ¦ 29° ¦ 0.3 - 0.45

Уголь ¦ 1.26 - ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 1.58 ¦ ¦ 5.05 ¦ 25 ¦ 36° ¦ 0.08 - 0.6

Слабые породы (к <= 20 кг/см2)

Сильновыветрелые:

Габбро-диориты ¦ 2.40 ¦ ¦ ¦ 14.8 ¦ 36° ¦

Сланцы ¦ 2.12 ¦ ¦ 18.0 ¦ 1.2 - ¦ 26 - 30° ¦

¦ ¦ ¦ ¦ 18.6 ¦ ¦

Песчаники ¦ ¦ ¦ ¦ 7.5 ¦ 36° ¦

Диабазы ¦ 2.07 ¦ ¦ 19.6 ¦ 3.2 ¦ 34° ¦

Доломиты, ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

сидериты ¦ 2.00 ¦ ¦ 31.6 ¦ 1.39 ¦ 32° ¦

Осадочные

Песчаники ¦ 2.11 ¦ 2.65 ¦ 11.0 ¦ 11.0 ¦ 35° ¦

Алевролиты ¦ 2.18 ¦ 2.48 ¦ 20.0 ¦ 3 - 17 ¦ 31° ¦

Аргиллиты ¦ 2.02 ¦ 2.67 ¦ 18.0 ¦ 3 - 10 ¦ 29° ¦

Песок ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

разнозернистый ¦ 2.04 ¦ 2.65 ¦ 16.5 ¦0.0 - 0.2 ¦ 35° ¦

Песок средне- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

зернистый ¦ 1.75 ¦ 2.64 ¦ 17.0 ¦0.1 - 0.15¦ 33 - 34° ¦

Песок ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

мелкозернистый ¦ 1.96 ¦ 2.68 ¦ 28.0 ¦0.1 - 0.35¦ 31 - 32° ¦

Песок ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

тонкозернистый ¦ 1.80 ¦ 2.66 ¦ 17.0 ¦ 0.28 ¦ 30° ¦

Песок глинистый ¦ ¦ ¦ ¦ 0.45 - ¦ ¦

уплотненный ¦ 2.08 ¦ 2.65 ¦ 18.0 ¦ 0.8 ¦ 26 - 32° ¦

Песок глинистый ¦ ¦ ¦ ¦ 0.4 - ¦ ¦

мелкозернистый ¦ 1.80 ¦ ¦ 40.0 ¦ 0.70 ¦ 28 - 30° ¦

Песок глинистый ¦ ¦ ¦ ¦ 0.35 - ¦ ¦

тонкозернистый ¦ 1.99 ¦ 2.67 ¦ 23.0 ¦ 0.6 ¦ 26 - 28° ¦

Супесь ¦ 1.80 ¦ 2.66 ¦ 18.0 ¦ 0.17 ¦ 30 - 34° ¦

Суглинок ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

пылеватый ¦ ¦ ¦ ¦ 0.35 - ¦ ¦

лессовидный ¦ 1.76 ¦ 2.68 ¦ 16.0 ¦ 0.65 ¦ 27 - 32° ¦

Суглинок ¦ ¦ ¦ ¦ 0.23 - ¦ ¦

пылеватый ¦ 1.90 ¦ 2.69 ¦ 21.0 ¦ 0.4 ¦ 23 - 27° ¦

Лессы ¦ 1.75 ¦ ¦ ¦ 1.00 ¦ ¦

Мел трещиноватый ¦ 1.90 ¦ 2.64 ¦ 31 ¦ 1.40 ¦ 35° ¦

Мел ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

переотложенный ¦ 1.92 ¦ 2.70 ¦ 26 ¦ 0.5 ¦ 35° ¦

Глина ¦ ¦ ¦ ¦ 1.6 - ¦ ¦

брекчиевидная ¦ 2.19 ¦ ¦ 15 ¦ 7.6 ¦ 28° ¦

Глина ¦ ¦ ¦ ¦ 1.25 - ¦ ¦

бокситовидная ¦ 2.20 ¦ ¦ 13 ¦ 4.1 ¦ 27° ¦

Глина ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

опоковидная ¦ 1.64 ¦ 2.55 ¦ 46 ¦ 1.35 ¦ 28° ¦

Глина песчаная ¦ 2.02 ¦ 2.70 ¦ 22 ¦0.5 - 1.25¦ 18 - 28° ¦

Глина плотная ¦ 1.98 ¦ 2.69 ¦ 25 ¦1.3 - 3.5 ¦ 16 - 25° ¦

Глина ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

пестроцветная ¦ 1.96 ¦ 2.70 ¦ 27 ¦0.8 - 1.5 ¦ 14 - 18° ¦

Глина коры ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

выветривания ¦ 1.94 ¦ 2.78 ¦ 26 ¦ 1.00 ¦ 15 - 17° ¦

Глина плотная ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

пылеватая ¦ 1.96 ¦ 2.70 ¦ 25 ¦0.6 - 1.75¦ 9 - 15° ¦

Глина плотная ¦ ¦ 2.43 ¦ ¦ ¦ ¦

лигнитовая ¦ 1.96 ¦ 2.98 ¦ 30 ¦ 1.75 ¦ 13° ¦

Глина пластичная ¦ 1.91 ¦ 2.64 ¦ 26 ¦ 0.50 ¦ 9° ¦

------------------+--------+--------+----------+----------+-----------+--------------

Примечание:

Значения величины сцепления и угла внутреннего трения, указанные в приложении, получены по данным испытаний вкрест слоистости, величины углов внутреннего трения по слоистости даны в приложении 8.

Приложение 8

ВЕЛИЧИНЫ УГЛОВ ТРЕНИЯ ПО ПОВЕРХНОСТЯМ ОСЛАБЛЕНИЯ

------------------------------+--------------------------------------------

Наименование пород ¦ Углы трения в зависимости от характера

¦ поверхности

+------------+-----------+--------+----------

¦ неровные ¦ ровные ¦неровные¦ ровные

¦шероховатые ¦шероховатые¦гладкие ¦ гладкие

------------------------------+------------+-----------+--------+----------

Порфиры, роговики, ¦ ¦ ¦ ¦

джеспилиты, песчаники ¦ 28 - 31° ¦ 24 - 28° ¦22 - 27°¦20 - 26°

¦ ¦ ¦ ¦

Вторичные кварциты, грано- ¦ ¦ ¦ ¦

диориты, кварцевые порфиры, ¦ ¦ ¦ ¦

гранодиоритпорфиры, ¦ ¦ ¦ ¦

скарнированные породы, ¦ ¦ ¦ ¦

сиениты, диориты, алевролиты ¦ 25 - 28° ¦ 22 - 25° ¦20 - 23°¦17 - 20°

¦ ¦ ¦ ¦

Известняки, метаморфические ¦ ¦ ¦ ¦

сланцы, магнетиты ¦ 24 - 27° ¦ 23 - 25° ¦20 - 22°¦16 - 19°

¦ ¦ ¦ ¦

Глинистые сланцы, аргиллиты ¦ 23 - 26° ¦ 21 - 23° ¦18 - 20°¦15 - 18°

¦ ¦ ¦ ¦

Филлиты, талько-хлоритовые и ¦ ¦ ¦ ¦

серицитовые сланцы ¦ 23 - 25° ¦ 20 - 22° ¦13 - 15°¦ 9 - 12°

------------------------------+------------+-----------+--------+----------

Приложение 9

МЕТОДИКА ОТБОРА ОБРАЗЦОВ ИЗ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН

Сохранение естественной структуры, плотности-влажности пород является основным условием качественного отбора образцов из инженерно-геологических скважин.

Перед извлечением керна песчано-глинистых пород из скважины бурение осуществляется без подачи промывочной жидкости ("всухую") с тем, чтобы заклинить керн в колонковой трубе. Интервал породы, пройденной без промывочной жидкости, при извлечении его из колонковой трубы не отбирается, поскольку естественная структура в этом интервале нарушена. При извлечении керна из колонковой трубы не следует выколачивать керн, поскольку при ударах происходит нарушение его природной структуры.

Из колонковой трубы керн необходимо выдавливать промывочным раствором.

По каждому визуально однородному слою следует отбирать от 100 до 200 см керна при мощности слоя до 3 - 5 м.

При мощности слоев более 3 - 5 м образцы отбираются из каждого 3-5-метрового интервала; на каждом интервале отбирается не менее 2-х образцов - монолитов длиной 15 - 20 см.

Отобранные образцы из керна тщательно очищаются ножом от глинистого раствора (за исключением водонасыщенных песчаных разностей пород) и при отправке в лаборатории парафинируются 3 - 4 слоями парафина, слоем смоченной в парафине плотной бумаги, а сверху покрываются слоями марли и парафина. Могут применяться и другие материалы для изоляции: парафино-восковая мастика, гудрон с добавкой минерального масла и эмалевая краска по ткани. Образцы парафинируются не позже, чем через 2 - 3 часа после извлечения из скважины; в течение этого времени они должны быть защищены от высыхания и замораживания (замораживание недопустимо в течение всего времени их хранения). Запарафинированные образцы транспортируются в ящиках с опилками.

Приложение 10

УСКОРЕННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА ПОЛЗУЧЕСТИ ГОРНЫХ ПОРОД

Методика ограничения зоны напряжений, вызывающих деформации ползучести (определения предела ползучести), подробно освещена в "Методическом пособии по изучению инженерно-геологических условий месторождений, подлежащих разработке открытым способом" (изд. ВНИМИ, 1965 г.).

Ускоренно предел ползучести горных пород определяется:

1) по графику зависимости между напряжениями и деформациями, вызванными этими напряжениями;

2) проведением в срезных приборах и стабилометрах опытов с разгрузкой.

По результатам обычных испытаний образцов пород в срезных приборах, сопровождающихся замером деформаций при разных ступенях нагрузок, строятся графики зависимости деформаций от срезающих нагрузок (рис. 1). Напряжения, при которых скорость деформации возрастает, приближенно определяются по перегибу кривой и соответствуют пределу ползучести испытываемой породы.

При испытании в стабилометре при постоянном боковом давлении или в приборе "косого среза" вертикальное давление подается ступенями. При вертикальном давлении, которое вызывает деформацию со скоростью 2 - 3 м/сек, нагружение образца прекращают и проводят наблюдение за затуханием деформации. Напряжение, при котором деформация образца прекращается, принимается за предел ползучести (рис. 2).

Рис. 1. Графики зависимости деформаций образца породы от срезающих нагрузок

Рис. 2. График зависимости деформаций образца породы от срезающих нагрузок в опытах с разгрузкой

В дальнейшем опыт может быть продолжен до полного разрушения образца.

При испытаниях образцов песчано-глинистых пород с разгрузкой в обычных срезных приборах опыты на срез начинаются по схеме быстрого среза - сдвигающая нагрузка увеличивается ступенями до тех пор, пока она не вызовет непрерывной деформации (скорость ~ 2 - 3 м/сек); затем начинают уменьшать ее небольшими ступенями.

Сдвигающая нагрузка уменьшается до тех пор, пока дальнейшее уменьшение ее не вызовет обратную деформацию образца - упругое восстановление (рис. 2).

Величина касательного напряжения, при котором прекращается рост деформации среза, и является пределом ползучести.

При проведении испытаний отдельные ступени загрузки и разгрузки прикладываются через 60 сек, отсчеты деформации берутся через 30 сек. Продолжительность опытов на срез с разгрузкой увеличивается на 4 - 5 мин. по сравнению со временем обычных испытаний на срез (8 - 10 мин.).

Приложение 11

СХЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИН ИНТЕРВАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЖЕСТКИХ ОТВЕСОВ

При измерениях расстояний между реперами вынос центров скрытых реперов следует осуществлять с помощью специального жесткого отвеса типа ОЖ-3 конструкции ВНИМИ.

Принципиальная схема отвеса показана на рис. 1, где 1 - основание отвеса, 2 - труба с головкой, 3 - зажим, 4 - крышка, 5 - сферический шарнир, 6 - диск и 7 - ножки.

Радиус перемещения стержня отвеса без перестановки треноги составляет около 5 см, что обеспечивает возможность быстрого центрирования отвеса.

Рис. 1. Жесткий отвес ОЖ-3

Отвес типа ОЖ-3 имеет круглый уровень чувствительностью примерно 15'; длина стержня отвеса составляет 692 мм, что обеспечивает вынос центра скрытого репера с ошибкой, не превышающей 0,7 - 0,8 мм.

Отвес изготовляется опытно-экспериментальным заводом ВНИМИ.

Для повышения производительности работ при измерении длин интервалов между реперами с использованием жестких отвесов бобина (4), на которую наматывается рулетка, закрепляется на станке (5) с ручкой (6) и раздвижным упором (7). Схема измерения длин интервалов показана на рис. 2.

Рис. 2. Схема измерения длины интервала с использованием жестких отвесов и упорных станков: 1 - рулетка, 2 - проволока для закрепления груза, 3 - груз, 4 - бобина для рулетки, 5 - упорный станок с ручкой (6) и раздвижным упором (7), 8 - жесткие отвесы, 9 - блок для проволоки с грузом

Влияние ветра, росы, загрязнений рулетки на точность измерений значительно уменьшается при применении специальной компарированной проволочной рулетки. Проволочная рулетка представляет собой рояльную проволоку диаметром 0,8 мм с напаянными через 1 м марками, наматывающуюся на бобину (4). На переднем конце рулетки закрепляется отрезок ленточной рулетки длиной 1 м с миллиметровыми делениями /32/.

Приложение 12

ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗВИТИЯ ОПОЛЗНЕВЫХ ДЕФОРМАЦИЙ ОТКОСОВ НА КАРЬЕРАХ

Изменение напряженного состояния горных пород после проходки горных выработок приводит к тому, что практически при любых коэффициентах запаса устойчивости бортов они деформируются.

При напряжениях вдоль наиболее напряженной поверхности (поверхности скольжения), не превышающих предела ползучести горных пород, борта карьера испытывают лишь затухающие пластические деформации, которые активизируются при отработке каждого нового горизонта, а затем постепенно затухают, подобно тому, как затухают деформации с течением времени после приложения новой ступени касательной нагрузки при лабораторных испытаниях пород на сдвиг и срез.

При напряжениях для всех слоев пород более предела ползучести затухающие деформации бортов с течением времени могут смениться деформацией с постоянной скоростью, которая со временем может перейти в деформацию с возрастающей скоростью, заканчивающуюся обрушением или оползанием борта.

Завершение активной стадии деформирования зависит главным образом от геологического строения борта и механических и деформационных свойств пород, слагающих борт.

В однородных откосах, сложенных слабопластичными породами с прочными структурными связями, активная стадия заканчивается, как правило, обрушением откоса. В откосах, сложенных пластичными породами, активная стадия деформирования растянута во времени и протекает относительно более спокойно.

По мере того как оползневое тело при скольжении по криволинейной поверхности перемещается на более пологую ее часть, скорости смещения затухают (затухающая стадия), а затем наступает и полное прекращение деформаций.

На основе результатов наблюдений за деформациями бортов карьеров и моделирования откосов эквивалентными материалами установлена схема развития оползневого процесса в однородном откосе, сущность которой состоит в следующем.

Поверхность скольжения формируется в области максимальных деформаций сдвига - в прибортовом массиве горных пород.

Абсолютная величина относительно сдвига, достигая максимального значения вблизи потенциальной поверхности скольжения, плавно уменьшается с удалением от поверхности откоса в глубь массива.

Ширина зоны сдвига в направлении от земной поверхности к основанию откоса сокращается, однако концентрация изолиний смещения в зоне формирования потенциальной поверхности скольжения происходит таким образом, что величина максимального сдвига, предшествующая обрушению, вдоль поверхности скольжения остается постоянной. Зона деформаций распространяется на значительное расстояние от верхней бровки откоса, равное 1,2 - 1,5 H (H - высота откоса).

В основании откоса зона деформаций распространяется на расстояние, примерно равное 0,3 H, от нижней бровки откоса (рис. 1).

Рис. 1. Схема развития деформаций в однородном откосе (по результатам моделирования)

1 - потенциальная поверхность скольжения; 2 - изолинии смещения

При наличии в откосе крупных тектонических нарушений, слабых прослойков и других поверхностей ослабления, а также пластичных слоев характер развития деформаций изменяется и в каждом конкретном случае будет зависеть от положения плоскости ослабления либо слабого слоя в откосе.

Характер деформирования откоса при наличии крутопадающей и горизонтальной поверхностей ослабления представлен на рис. 2.

Рис. 2. Развитие деформаций в откосе: а) при наличии крутопадающей поверхности ослабления; б) при наличии горизонтальной поверхности ослабления в основании откоса 1 - графики смешений; 2 - графики сдвигов

Развитие оползней надвига и выпирания при наличии в основании откоса горизонтального слабого контакта или слабого пластичного слоя отличается рядом особенностей. Исследованиями установлено:

1) уже в период развития микроподвижек формируется клин активного давления, а в основании откоса, при наличии недобора, - вал выпирания;

2) в процессе деформирования клин активного давления, внедряясь в массив, сдвигает призму упора по контакту; клин активного давления и призма упора перемещаются поступательно; на границе призмы упора и клина активного давления проявляется семейство поверхностей скольжения;

3) призма, пригружающая контакт в основании откоса (недобор), при его деформировании испытывает сжатие, вследствие чего поверхность скольжения выходит в подошву откоса под углом 48° - /2;

4) угол наклона боковых поверхностей скольжения клина активного давления составляет = 45° + /2 при = 0°; при 0 поверхности скольжения клина активного давления в нижней части имеют криволинейную форму; угол встречи поверхности скольжения клина активного давления со слабым контактом следует вычислять по формуле:

,

где - угол внутреннего трения породы, слагающей откос, град;

k - сцепление породы, т/м2;

- угол трения по контакту, град;

- сцепление по контакту, т/м2;

- нормальное напряжение на поверхности скольжения в месте встречи ее с контактом, т/м2;

5) ширина зоны деформирования откоса по поверхности в 2,0 - 2,5 раза превышает высоту откоса.

Исследованиями характера деформирования откоса с мощным пластичным слоем в основании установлено, что поверхность скольжения перед срывом оползня четко проявляется на всем протяжении, в том числе и на участке, где она проходит по пластичному слою. На контакте с пластичным слоем происходит излом поверхности скольжения (рис. 3); угол излома равен . Поверхность скольжения в пластичном слое имеет плавную криволинейную форму, а призма упора смещается с вращением по этой поверхности, поэтому клин активного давления при развитии оползней выпирания при этих условиях проявляется менее четко.

Рис. 3. Схема оползня выпирания

Приложение 13

ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД

Лабораторными испытаниями деформационных свойств пород устанавливается величина предельного (критического) значения относительного сдвига, соответствующего разрушению породы, и скорости деформирования в зависимости от напряженного состояния пород. Критический сдвиг является основной деформационной характеристикой пород, по которой оценивается степень устойчивости бортов карьеров на любой момент времени путем сравнения наблюдаемых деформаций (сдвигов) прибортового массива с критическими величинами сдвигов пород, установленными лабораторными испытаниями пород или натурными наблюдениями за деформациями обрушившихся откосов в аналогичных условиях.

Характер деформирования горных пород при сдвиге в зависимости от величины напряжений и времени представлен на графиках (рис. 1, 2), построенных по результатам испытаний образцов пород в срезных приборах, сопровождающихся замером деформаций при различных ступенях нагрузок.

Если условиями опыта образцу горных пород задать постоянную скорость деформирования, то зависимость между деформацией сдвига () и сдвигающим напряжением () будет иметь вид кривой, изображенной на рис. 1, где на отрезке 0 - 1, характеризующем упругое деформирование горной породы, наблюдается практически прямая пропорциональность между напряжением и деформацией (следует иметь в виду, что даже у скальных горных пород этот отрезок не является строго прямолинейным); участок 1 - 2 - 3 характеризует пластическое деформирование образца, а на участке 2 - 3 наблюдается деформирование с постоянной (заданной) скоростью при неизменном сдвигающем напряжении - установившаяся ползучесть; при достижении деформации предельного значения () происходит разрушение материала и уменьшение напряжения до , характеризующего остаточное сопротивление сдвигу породы за счет сил трения.

Рис. 1. График зависимости деформаций относительного сдвига образца породы от напряжений

Рис. 2. Графики развития пластических деформаций сдвига во времени в зависимости от напряжений

На рисунке 2 представлены графики развития пластических деформаций сдвига во времени при постоянном нормальном напряжении и сдвигающих напряжениях < < < , превышающих предел упругости .

При постоянном напряжении > различают следующие стадии пластического деформирования: затухающую ползучесть - участок AB на графике, где скорость пластической деформации постепенно уменьшается; установившуюся ползучесть - участок BC, где пластическая деформация развивается с постоянной скоростью; стадию прогрессирующей ползучести, или пластического течения - участок CD, где наблюдается разрушение материала и скорость деформации резко возрастает; прогрессирующая ползучесть наблюдается с момента, когда общая деформация достигает предельной величины (). Опытами установлено, что чем меньше величина сдвигающего напряжения, тем более продолжительна стадия затухающей ползучести и менее скорость следующей за ней установившейся ползучести.

Графики, отражающие развитие деформаций породы во времени в зависимости от напряженного состояния, строят по результатам длительных испытаний образцов пород в срезных и сдвиговых приборах.

Приложение 14

МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ НА ОДНООСНОЕ СЖАТИЕ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД НЕПРАВИЛЬНОЙ ФОРМЫ <*>

--------------------------------

<*> Методика испытаний подробнее освещена в "Инструкции по приближенному испытанию образцов горных пород неправильной формы на одноосное сжатие", изд. ВНИМИ, Л., 1964.