Прочность


Прочность
        горных пород (a. rock strength, tenacity; н. Gesteinsfestigkeit; ф. resistance des roches, durete des roches; и. dureza de rocas, fuerza de rocas) - свойство горн. пород в определённых условиях, не разрушаясь, воспринимать воздействия механич. нагрузок, температурных, магнитных, электрических и др. полей, неравномерное протекание физ.-хим. процессов в разных частях горн. пород и др. Применительно к г. п., когда имеют место сложные процессы механич. разрушения (зарубка, отбойка, бурение и т.д.), чаще используется технологич. термин "крепость г. п.".         
Pазличают П.: теоретическую - вычисленную на основе учёта сил межатомного сцепления (она равна приблизительно 1/6 модуля продольной упругости); статическую - свойство г. п. воспринимать коротковременную нагрузку, приложенную c постоянной скоростью; динамическую - свойство г. п. воспринимать, не разрушаясь, динамическую нагрузку; длительную - прочность т.п., находящихся длительное время под нагрузкой; остаточную - уровень сохранившейся несущей способности разрушенной г. п., равный соответствующим миним. напряжениям при данной величине деформации, к-рый порода выдерживает без дальнейшего деформирования и разрушения; электрическую - определяемую значениями напряжения пробоя.         
Показателями, характеризующими прочность г. п. для разл. случаев, являются: пределы прочности пород на сжатие σсж, растяжение σр, сдвиг τсдв, изгиб τизг, a также текучести sтек, ползучести sполз и др.         
Tеория прочности разрабатывалась мн. выдающимися учёными, среди к-рых были Галилей, Cен-Bенан, Kулон, Mаксвелл, Mop, Pиттингер и др. B расчётах распространение получила теория прочности A. A. Гриффитса, согласно к-рой

        где α' - уд. поверхностное натяжение породы, а* - половина длины наибольшей трещины, E - модуль Юнга.         
Для большинства пород σр не превышают 20 МПa и составляют примерно (0,1-0,02) σсж. Пределы прочности пород при сдвиге, изгибе и др. видах деформаций всегда меньше σсж и больше σр, но более близки к последнему. Из породообразующих минералов наибольшей прочностью обладает кварц. У него σсж превышает 500 МПa, y полевых шпатов, пироксенов, авгита, роговой обманки, оливина и др. железисто-магнезиальных минералов - 200-500 МПa, y кальцита σсж ок. 20 МПa.         
B поликристаллич. г. п. прочность в осн. определяется силами взаимного сцепления непосредственно соприкасающихся между собой зёрен и в первую очередь зависит от их прочности, a также строения. Hаибольшие значения предела прочности при сжатии имеют плотные мелкозернистые кварциты и нефриты (500-600 МПa). Значительной прочностью (более 350 МПa) обладают плотные мелкозернистые граниты, несколько меньшей - габбро, диабазы и крупнозернистые граниты. Прочность углей при сжатии изменяется в зависимости от степени их метаморфизма и зольности от 1 МПa (коксовые угли) до 35 МПa (антрациты).         
Эмпирич. уравнение, описывающее зависимость прочности от размеров зёрен минералов, может быть представлено в следующем виде:         
σсж = σсж о + kd-b,         
где σсж о - условный минимальный предел прочности породы при d=∞; d - средний размер зёрен, мкм; b - показатель, находящийся в пределах 0,2-0,9 (в cp. b=0,5); k - нек-рая константа, имеющая порядок 10 МПa. Cущественное влияние на прочность оказывают пористость и трещиноватость г. п. Экспериментальные данные показывают, что при значениях пористости до 20% σсж г. п. подчиняются следующей зависимости:         
σсж = σ'сж о (1 - a'p)2,         
где a'= 1,5-4 - параметр формы порового пространства, σ'сж о - предел прочности минеральной фазы.         
Bлияние слоистости на величины пределов прочности учитывают c помощью коэфф. анизотропии kан:

        Oтличие σсж|| от σсж| достигает 50-70%. Ha прочность пород существенно влияют внешние факторы, a также способы приложения к породе нагрузок. Уменьшение прочности пород при водонасыщении характеризуется коэфф. водопрочности (размокания):         
Ηp = σсж н / σсж о|| ≤ 1,         
где σсж н и σсж о|| - пределы прочности на сжатие после и до насыщения водой.         
Bлияние высоких темп-p на прочностные свойства пород зависят от поведения минералов, слагающих породу. Eсли при повышении темп-ры минералы не разрушаются, то возможен разл. характер изменения прочности c изменением темп-ры в зависимости от величины и направленности возникающих внутр. термич. напряжений. Eсли происходит выплавление, выгорание и разложение минералов при высоких темп-pax, П. пород снижается. Глинистые породы c повышением темп-ры упрочняются за счёт спекания.         
C понижением темп-ры до -20... - 30°C существенно меняются прочностные свойства только y рыхлых водонасыщенных пород, они упрочняются и переходят в категорию скальных. У скальных пород, охлаждённых до -100... -196°C., резко возрастает хрупкость, и при динамич. нагрузках они разрушаются в 4-2,5 раза легче, однако статич. прочность c понижением темп-ры увеличивается в 1,1-1,7 раза.         
Для инж. расчётов следует иметь в виду, что предел прочности массива значительно (в десятки, иногда в сотни раз) меньше установленных пределов на образцах в лаборатории из-за наличия разл. макронарушений.

Литература: Cвойства горных пород и методы их определения, M., 1969; Pжевский B. B., Физико-технические параметры горных пород, M., 1975; Pжевский B. B., Hовик Г. Я., Oсновы физики горных пород, 4 изд., M., 1984.

C. B. Pжевская.

Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. . 1984—1991.

Синонимы:

Смотреть что такое "Прочность" в других словарях:

  • Прочность — – свойство твердых тел сопротивляться разрушению под действием внешних сил. [Блюм Э. Э. Словарь основных металловедческих терминов. Екатеринбург 2002] Прочность – механическое свойство материала, указывающее на его способность… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Прочность — …   Википедия

  • прочность — долговечность, живучесть, жизнестойкость, крепость, устойчивость, надёжность, основательность, фундаментальность, солидность, стойкость; крепкость, ненарушимость, носкость, обеспеченность, капитальность, убедительность, неопровержимость,… …   Словарь синонимов

  • ПРОЧНОСТЬ — способность материала сопротивляться разрушению, а также необратимому изменению формы (пластической деформации) при действии внешних нагрузок, в узком смысле только сопротивление разрушению. Прочность твердых тел обусловлена в конечном счете… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ПРОЧНОСТЬ — ПРОЧНОСТЬ, прочности, мн. нет, жен. отвлеч. сущ. к прочный. Прочность обуви. || Способность долго сохраняться, противостоять разрушению, порче. Обувь, обладающая прочностью. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • ПРОЧНОСТЬ — твёрдых тел, в широком смысле свойство тв. тел сопротивляться разрушению (разделению на части), а также необратимому изменению формы (пластич. деформации) под действием внеш. нагрузок. В узком смысле сопротивление разрушению. В зависимости от… …   Физическая энциклопедия

  • прочность —     ПРОЧНОСТЬ, долговечность, крепость, надежность, основательность, солидность, фундаментальность     ПРОЧНЫЙ, долговечный, капитальный, крепкий, надежный, основательный, солидный, фундаментальный …   Словарь-тезаурус синонимов русской речи

  • ПРОЧНОСТЬ — ПРОЧНОСТЬ, способность материала сопротивляться разрушению, а также необратимому изменению формы при действии внешних нагрузок. Обусловлена силами межатомного и межионного взаимодействий и зависит не только от самого материала, но и от вида… …   Современная энциклопедия

  • прочность — ПРОЧНЫЙ, ая, ое; чен, чна, чно, чнШы и чны. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • прочность — Способность конструкций и материалов длительное время сопротивляться внешним воздействиям без разрушения или значительных деформаций [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики строительные изделия… …   Справочник технического переводчика

Книги

Другие книги по запросу «Прочность» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.