Определение геомеханики как науки. Объект исследования в геомеханике. Методы исследования геомеханики

1. Определение геомеханики как науки

Механика гп – это наука о механич св-вах и напряжённо-деформированном состоянии гп в естественном залегании и о механич процессах и явлениях в них под действием природных напряжений и напряжений, вызванных горными работами. Геомеханика явл-ся частью фундамент горной науки, на научных положениях и закономерностях которой базируются все решения и работы, связанные с деятельностью недр З.

Механика гп, опираясь на достижения физики твёрдого тела, теорию пластичности, теорию фильтрации и реологии, а также цикла геол, геохимич и др наук, разрабатывает классификацю гп, методы количественной оценки свойств и состояния гп и массивов, и даёт основание для создания инжен методов расчёта горной технологии.

Основные процессы, изучаемые в механике гп

1)  Формирование напряжённого состояния массива и его изменение при проведении горных работ

2)  Сдвижение гп, которое может проявляться в разных формах

3)  Взаимодействие крепей и гп

Напряжённо-деформированное состояние (горное давление) – более в полной мере отражает состояние массивов гп, как в естеств условиях, так и в условиях горных выработок. Широко применяется понятие проявления горного давления – деформации сдвижения и разрушения гп, а также результаты силового воздействия между гп и крепью.

2. Объект исследования в геомеханике

Объектом исслед-я является природный массив, а точнее механические процессы, происходящие в массиве, связанные с проведением в нём горных работ. Горный массив – участок зк в границах, устанавливаемых, исходя из постановки научной или технологической задачи или изучаемого процесса. Массив гп может быть описан 4-мя функциями – это свойством, строением, состоянием и составом. Эти функции явл-ся отражением физ-механич свойств гп и массива. Естественно-напряжённое состояние массива гп и его свойства определяются генетическими и эпигенетич факторами преобразования вещества З. Свойства и состояние массива не является постоянными, а всё время изменяется. И эти изменения зависят от эндогенных процессов, от вариаций гравитац, магнитных полей. Эти вариации вызваны сменой лунно-суточных фаз. Геомеханика устанавливает законы формирования напряжённо-деформац состояния, разрушения гп, развитие в гп деформац процессов. Движение жидкости, газов в массивах гп, образование блочных и складчатых структур, а также сохранение устойчивости горных выработок и откосов горных сооружений.

Основной целью механики гп явл-ся познание законов взаимод-я горных объектов с природными телами земных недр.

Основной задачей механики гп явл-ся изучение геомеханич процессов, происходящих в геологич среде под влиянием гп. Создание методов оценки, прогноза и контроля состояния толщи гп и поверхности З в различные периоды преобразования недр.

3. Методы исследования геомеханики

1)  Натурные исслед-я, заключаются в анализе характера и форм проявления процессов механики гп в различных условиях проведения горных работ и в разных геологич условиях. Натурные исслед-я включают в себя: инструмент измерения, лабораторные исслед-я, визуальные наблюдения. Данные, получаемые в ходе натурных ислед-й позволяют типизировать изучаемые проц и явления, выявить их механизм и физич сущность и сделать прогноз о развитии данного процесса. выявить в исследуемых процессах роль различных действующих факто

2)  Методы моделирования позволяют выявить в исследуемых процессах роль различных действующих факторов и получить значение  необходимых параметров для решения поставленных задач аналитическими методами.

3)  Аналитические методы – используются при решении различных задач на основе общих закономерностей теории упругости, пластичности и предельного равновесия. Параметры для аналитич методов определяют либо из результатов натурных методов, либо моделирования, необходимо помнить, что получение очень точных решений по отношению к массивам гп невозможно.

4. Этапы развития геомеханики

1)  Он характерен решением частных задач в управлении горным давлением в очистных выработках, охраны и поддержания подготовительных выработок и сдвижение горных пород

2)  Связан с разработкой активного способа управления напряженно-деформированным состоянием и физико-механич способами

3)  Современный этап связан с развитием теории эволюции напряжённо-деформированного состояния, определением областей предельного равновесия, разгрузки и движения массива при технологич разгрузках с использованием аналитич, методов математич моделировании и натурных наблюдений.

5. Структурно-текстурные особенности горных пород и массивов

Массив гп – часть зк, в пределах которой локализуются все механич