Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Упругие свойства горных пород проявляются в их способ­ности сопротивляться изменениям формы н объема под действием механических напряжений. Основными характеристиками упругих свойств горных пород являются модуль Юнга Е, модуль сдвига G, коэффициент сжимаемости Я, коэффициент Пуассона vP, скорости распространения упругих продольных vP и поперечных Vs волн.

Модули Юнга Е и сдвига G, а также коэффициент сжимае­мости. Я находятся в отчетливой зависимости от плотности пород, при этом с увеличением плотности модули Е и G возрастают, а коэффициент Я соответственно уменьшается. В этой связи по­вышение давления и температуры оказывает на эти показатели противоположное действие. Наиболее значительные изменения происходят в диапазоне возрастания давления до 50 МПа и тем­пературы до 550—600°С; последнее связано с температурой поли­морфных изменений одного из наиболее распространенных поро­дообразующих минералов — кварца. Для большинства горных по­род значение модуля Юнга изменяется в пределах 1,0—300 ГПа, а модуля сдвига — 0,4—200 ГПа. Наиболее низкие значения мо­дуля упругости у пористого туфа, глинистых сланцев, наиболее высокие — у базальтов, диабазов, пироксенитов. Значений модуля сдвига G получено относительно мало, и они нередко примерно вдвое меньше, чем соответствующие значения модуля Юнга. На рис. 1.1 показано изменение модуля упругости Е от температуры для некоторых горных пород [42].

Коэффициент Пуассона не обнаруживает явной связи с мине­ралогической плотностью пород и отражает в основном неодно­родность упругих свойств самих породообразующих минералов, т. е. характеризует неоднородность среды. Для большинства пород значения коэффициента Пуассона, изменяясь от 0,04 до 0,5 чаще всего находятся в пределах 0,18—0,35. Малые значения vp наблю­даются у пористых базальтов, а также у существенно кварцевых

а. — наличие точек экстремума (/ — нефелин, 2—кварцит); б — плавное понижение (1 — габбро, 2—хлорит, 3—роговая обманка); в—плавное возрастание (/—плав­леный кварц, 2—термолит-волла* стоннтовый скарн, 5—ангидрит).

пород, таких как кварцевидные алевролиты и песчаники, граниты, кварцевые порфиры, филлиты, диориты. Высокие значения ’р от — носятся к породам, содержащим минералы с различными упру­гими свойствами.

Экспериментально установлено, что воздействия высоких тем­ператур и давлений на различные горные породы характеризуются сложными зависимостями изменения скорости распространения в них продольных и поперечных волн [58], аномалии скорости часто связываются с полиморфными переходами в некоторых ми­нералах.

Предельные значения упругих характеристик наиболее типич­ных горных пород приведены в табл. 1.1.

Комментарии запрещены.