Технология и техника бурения в 2 частях Часть Горные породы

Зависимость свойств глин от типа содержащейся в ней воды
Тип воды в глине
Характерная влажность 
глин, определяющая 
границы их состояния
Свойства глин
Прочносвязанная
Вода углов и сколов 
кристаллической 
решетки и «ближ-
ней» гидратации об-
менных катионов
1/10 максимальной 
гигроскопичности
Прочность высокая
Вода базальных по-
верхностей глини-
стых минералов 
Максимальная гигро-
скопичность
Прочность медленно 
снижается
Рыхлосвязанная
Вторично ориенти-
рованная вода по-
лислоев
Максимальная моле-
кулярная влагоемкость 
(влажность нижнего 
предела пластичности)
Прочность быстро сни-
жается. При достаточно 
высоких давлениях про-
является липкость
Осмотическая вода
Влажность верхнего 
предела пластичности
Прочность небольшая. 
Наряду с липкостью 
проявляется пластич-
ность; глина ведет себя 
как пластичное тело 
Связанная и свободная
Влажность верхнего 
предела текучести
Прочность практически 
отсутствует; глина ведет 
себя как текучее тело
У песков наибольшее сцепление наблюдается при влажности 
16–20 %; по мере уменьшения или увеличения влажности оно 
уменьшается, а при уплотнении влажных песков несколько увели-
чивается.
Взаимному перемещению кристаллов и их обломков, кроме сил 
сцепления, препятствуют и силы трения, которые называют сила-
ми внутреннего трения. Силы внутреннего трения имеют место и 
тогда, когда силы сцепления между кристаллами или их обломка-
ми отсутствуют.
В соответствии с природой сил сцепления различают три группы 
горных пород. 
Первая группа — породы, у которых природа сил электрическая 
и притом одинаковая как в микро-, так и в макростроении. Эти силы 
сцепления не исчезают при насыщении породы водой. Но, будучи 
раз нарушены, они не восстанавливаются. У пород первой группы 

---

54 I. 
Основные 
физико-механические свойства горных пород
силы сцепления всегда во много раз больше сил внутреннего тре-
ния. Они способны образовывать отвесные скалы. В них возможны 
нормальные и тангенциальные напряжения обоих знаков. К этой 
группе относятся породы, которые называют скальными: песчани-
ки, известняки, доломиты, окремненные сланцы и мергели, анги-
дрит, гипс и др.
Вторая группа — породы, у которых силы сцепления между об-
ломками осуществляются благодаря взаимодействию коллоидных 
частиц, адсорбирующихся на поверхности обломков. Эти силы 
способны после разрушения восстанавливаться. Причем при зна-
чительных давлениях восстановление сил сцепления может быть 
полным. В случае насыщения пород этой группы водой силы сце-
пления значительно снижаются вплоть до практического исчезно-
вения. К этой группе относятся глинистые породы, которые назы-
вают пластичными. 
В породах второй группы возможны нормальные напряжения 
обоих знаков и до определенной величины давления — тангенци-
альные напряжения. 
Третья группа — породы, у которых силы сцепления обусловли-
ваются наличием в порах влаги. При отсутствии влаги (в сыпучих 
песках), так же как и при полном насыщении породы водой (в плы-
вунах), силы сцепления отсутствуют. 
В породах этой группы силы внутреннего трения больше сил 
сцепления. В сыпучих песках и плывунах сжимающие и тангенци-
альные напряжения возможны, а растягивающие — невозможны.