Технология и техника бурения в 2 частях Часть Горные породы

Категории пород в зависимости от величины модуля упругости
Категория
1
2
3
4
5
6
7
8
Е
·10
–6
, 
МПа
< 0,25 0,25–0,50 0,5–1,0 1,0–2,5 2,5–5,0 5,0–7,5 7,5–10,0 > 10,0
По модулю упругости породы, участвующие в сложении оса-
дочных комплексов, относятся к следующим категориям: глини-
стые породы — 1–3; аргиллиты и алевролиты — 3–4; мергели — 4; 
известняки — 3–5; доломиты и ангидриты — 4–5; песчаники — 1–7.
Технические факторы, влияющие на модуль упругости, харак-
теризуются следующим образом.
Полидисперсное строение горных пород обусловливает появ-
ление в них необратимых деформаций даже при очень малых по 
сравнению с разрушающими нагрузках, хотя при этом еще может 
сохраняться (в пределах точности опытов) линейная зависимость 
между напряжениями и деформациями. 
При многократных же нагружениях необратимые деформации 
становятся равными нулю, а упругие свойства пород возрастают. В 
связи с этим различают: 
‰
модуль упругости Е, получаемый при однократном нагруже-
нии;
‰
модуль нормальной упругости Е
н
, получаемый в результате 
исключения остаточных деформаций методом многократной на-
грузки и разгрузки. 
Пользуются также динамическим модулем упругости Е
д
, вы-
числяемым по скорости распространения упругих волн. Опыты 
показывают, что значения трех модулей всегда различны и при 
этом Е < Е
н
< Е
д
; Е < Е
н
в 1,2–1,5 раза, Е < Е
д
в 2,0–2,2 раза.

---

2. Физико-механические и технологические свойства горных пород 
81
Величина модуля упругости, определяемая при различных 
видах деформации — растяжение (Е
р
), изгиб (Е
и
) и сжатие (Е
сж
)
, 
также различная: Е
р
< Е
и
<< Е
сж
. При этом Е
и
/Е
р
= 1,1–1,3, а 
Е
и
/Е
сж
= 0,25–0,35.
Модуль упругости зависит и от величины напряжений испыта-
ния образцов породы (табл. 2.4). Это объясняется тем, что горные 
породы являются полидисперсными системами. С увеличением 
напряжения сжатия увеличивается фактическая площадь контакта 
частиц породы друг с другом, которая при расчетах не учитывается. 
В результате нагрузка распределяется на большую площадь, а на-
пряжение сжатия уменьшается, поэтому необходимо прилагать все 
большие и большие силы для получения постоянного приращения 
деформации.
Таблица 2.4