Proces degradacji górotworu

Nasza ocena:

5
Pobrań: 28
Wyświetleń: 602
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Proces degradacji górotworu - strona 1 Proces degradacji górotworu - strona 2 Proces degradacji górotworu - strona 3

Fragment notatki:

Proces degradacji górotworu
Niezależnie cd tego, w jakim stanie wyjściowym znajduje się górotwór budujący masyw, panuje w nim pewien stan naprężeń wywołany ciężarem własnym, obciążeniem naziomu i - rzadziej - pozostałościami sił tektonicznych. Po wykonaniu wyrobiska w masywie obserwujemy przede wszystkim przemieszczenie i odprężenie nadkładu bez­pośrednio w jego stropie. Szczególnie wyraźnie zjawisko to występuje w górotworze uwarstwionym. W tym przypadku możemy wyróżnić następujące etapy procesu naru­szenia pierwotnego zalegania warstw skalnych:
1. Ugięcie stropowych warstw skalnych i ogólne sprężyste odprężenie nadkładu. W procesie redystrybucji pierwotnego ciśnienia górotworu zarysowują się tendencje do koncentracji naprężeń w narożach stropu płaskiego lub w wezgłowiach stropu sklepio­nego (rys. 6.30a). Równowaga takiego układu jest możliwa tylko w warunkach bardzo małych naprężeń pierwotnych, a więc dla rzadko spotykanych mały ch głębokości.
2. Pojawienie się i rozwój spękań ugiętych warstw skalnych jako wynik przekro­czenia lokalnej wytrzymałości stropu rozpoczyna proces naruszenia ciągłości górotworu w tzw. stropie bezpośrednim. W ośrodku jednorodnym pojawia się lokalny klin odła­mu grożący obwałem. Na skutek znacznych nieciągłych przemieszczeń, poślizgu blo ków spękanego lub ziam rozdrobnionego masywu, zaczyna się stadium jego zaklino­wania, w wyniku czego tworzy się lokalne sklepienie ciśnień. Wyraźnie zarysowują się Strefy koncentracji naprężeń, które prowadzą do dwóch wytrzymałościowo różnych zja­wisk (rys. ó.30b):
»lokalnego zniszczenia górotworu w stropie bezpośrednim, zwiastującego proces postępującej destabilizacji wyrobiska, któremu łatwo jednak zapobiec poprzez zasto­sowanie właściwej obudowy, np. idealnie podatnej, podtrzymującej lokalne obwały,
* globalnego zasklepienia wyżej zalegającego górotworu w tzw. stropie zasadniczym, który pozostaje zdolny do przenoszenia ciśnienia pierwotnego i gwarantuje stabiliza­cję całego układu nośnego obudowa-górotwór, chroniąc go przed całkowitym zawa­łem.
Nośność nadkładu nie jest wyczerpana, dzięki czemu na obudowę oddziałuje jedy­nie lokalnie zniszczona strefa górotworu jako obciążenie statyczne.
3. W przypadku bardzo dużych głębokości posadowienia wyrobiska i nadmiernego obciążenia stropu zasadniczego następuje ścięcie wezgłowi sklepienia ciśnień, które staje się podatnym ustrojem, usztywnionym elementem zsuwającym się po powierzchniach poślizgu. Wyraźnie przemieszczające się sklepienie sprzyja dalszemu odprężeniu góro­tworu w całym nadkładzie do powierzchni terenu. Proces redystrybucji naprężeń pro­wadzi do jawnej ich koncentracji jako wypadkowych sił ścinających działających wzdłuż powierzchni poślizgu i jako rozporu wzbudzającego siły oporu na ścinanie (tarcie) na tych powierzchniach. Optymalna relacja między siłami ścinającymi i rozporem - to ra

(…)

… ścinającymi i rozporem - to ra cjonalny czyirnik regulujący wielkości statycznego i deforraacyjnego ciśnienia góro­tworu na obudowę wyrobiska podziemnego (rys. 6.3 la).
4. Całkowite ścięcie nadkładu z potencjalnym zagrożeniem oddzielenia się całej stre­fy naruszonej od nienaruszonej oznacza wyczerpanie nośności masywu, a w takiej sy­tuacji górotwór stałby się jedynie balastem obciążającym obudowę. Powstałyby wa­runki do narastania ciśnienia statycznego w miarę postępującej degradacji nieustabili­zowanego masywu. Układ obudowa-górotwór utraciłby właściwości ustroju nośnego, stałby się układem prowadzącym do destabilizacji wyrobiska od lokalnych obwałów zaczynając do globalnego zawału całego nadkładu i likwidacji całego wyrobiska włącz­nie. Mechanizm spływu zniszczonego górotworu do wyrobiska przypomina…
… w nim energii potencjalnej. Sprężysta energia potencjalna pierwotnego stanu naprężenia ulega procesowi dyssypacji wskutek:
• kruchego pęknięcia i przemiany energii potencjalnej na energię napięć powierzch­niowych,
* plastycznej bądź nieciągłej dyslokacji rozpraszającej energię na powierzchniach poślizgu górotworu.
Przemiana energii potencjalnej na powierzchniową energię napięć wynika z teorii kruchego…
… spękań, które zwiększają rozdrobnienie szkieletu górotworu, jego ziaren, brył czy bloków. Proces błądzących spękań prowadzi do przebudowy masywu, zwłaszcza skal­nego, rozpraszając skutecznie pierwotnie skumulowaną w sąsiedztwie wyrobiska energię potencjalną.
Ocena wielkości rozproszonej energii wynika z analizy pracy sił elementarnych wią­zań cząsteczkowych, które występują w ciałach stałych. Pierwotna…
… pęknięcia Griffitha. Na podstawie sił wiązań atomowych cząstek materiałów kruchych (porcelany, szkła, żeliwa itp.) można ocenić przyczyny pogorszenia wytrzy­małości ciągłego szkieletu górotworu. Wynika to z bardzo dużych koncentracji naprę­żeń na końcach spękań, a następnie ich propagacji jako następstwo redystrybucji na­prężeń pierwotnych. Zmieniające się sukcesywnie pole naprężeń uruchamia nowe ścież­ki…
... zobacz całą notatkę



Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz