Деформация

Горных пород (от лат. deformatio — изменение формы, искажение * a. rock deformafion; н. Deformation von Gesteinen; ф. deformation des roches; и. deformacion de las rocas) — изменение относительного положения частиц пород, вызывающее изменение размеров, объёма, формы отдельностей или участков массивов горн. пород. Д. массивов г. п. происходит в результате действия естеств. статических (Горного давления) или динамич. нагрузок (тектонич. движений — Тектонические деформации; выбросов угля и газов, горн. ударов и др.), а также механич. нагружения, взрывных работ, термич. (тепловое расширение, фазовые превращения), электрич. и магнитного воздействий в процессе ведения горн. работ. По физ. сущности Д. разделяют на упругие, исчезающие после прекращения вызвавшей их нагрузки, пластические, если после снятия нагрузки они не исчезают, и предельные, или разрушающие, сопровождающиеся нарушением сплошности вследствие возникающих в г. п. новых поверхностей раздела и трещин. Длит. действие постоянных нагрузок приводит к постепенному росту Д. (ползучесть г. п.), при этом также наблюдается постепенный переход упругой Д. в пластическую и далее в разрушающую. По преобладающему типу Д. все г. п. подразделяются на упругохрупкие (напр., кварциты, граниты), упругопластические (роговики, базальты) и пластические (мраморы, гипсы и др.).

Выделяют 2 простейших вида Д.- линейную и сдвиговую. Линейные Д. оцениваются показателем относительной линейной Д., равным отношению приращения линейного размера образца к исходному. Сдвиговая Д. определяется величиной угла сдвига грани образца. В большинстве случаев объёмные Д. (сжатие, изгиб, кручение и т.д.) представляют собой комбинацию простейших видов Д. В целом Д. образца г. п. описывается суммой векторов перемещения каждой его точки — тензором Д., подразделяющимся на девиаторную (изменение формы) и шаровую (изменение объёма) части. Измерение Д. основано на определении смещений г. п. датчиками смещения (механическими, электрическими, магнитными, ёмкостными и др.) в лаборатории на образцах и в массивах.

Микроструктурные Д. отдельных минеральных зёрен и кристаллов в породе изучают методами рентгеновской дифрактометрии. Характеристики Д. используют для расчёта энергоёмкости и качества разрушения г. п., выбора способов и средств воздействия на г. п., оценки напряжённого состояния массивов г. п., устойчивости выработок, контроля за сдвижением г. п. под воздействием горно-технол. факторов и др.

Проявления Д. в массивах и выработках (осыпи, обрушения, оползни, сдвижения, пучение г. п. и т.д.) предотвращают креплением выработок разл. крепью, осушением массива, использованием др. технологии либо укреплением г. п. (тампонаж, замораживание, цементация, силикатизация и т.п.).

Г. Я. Новик.