Горные породы

1)  Отличительные особенности горных пород как сплошных сред.

     Го́рные поро́ды — природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре. Земля состоит из горных пород.

Отличительные особенности горных пород  в том  что, в отличие от минералов, горные породы чаще всего не однородны. По происхождению все горные породы делятся на три большие группы: магматические, осадочные и метаморфические. Магматические и метаморфические горные породы слагают около 90 % объёма земной коры, однако, на современной поверхности материков области их распространения сравнительно невелики. Остальные 10 % приходятся на долю осадочных пород, занимающие 75 % площади земной поверхности.

   Магматические горные породы залегают глубоко в недрах Земли в магматических горных породах часто встречаются минералы: оливин, плагиоклаз ,роговая обманка, полевой шпат и кварц, из которых состоит горная порода, гранитный пегматит.

Осадочные горные породы — указывает на способ их образования: они осаждаются на дне океанов и морей, рек и других водоемов. Осевшие на дно обломки пород и минералов под нагрузкой вышележащих осадков уплотняются, цементируются, превращаясь в такие горные породы, как конгломерат, песчаник, глинистый сланец.

  Метаморфические горные породы: мрамор, гнейс, разновидности  яшмы, кварцит, змеевик. Все это так называемые осадочные горные породы обломочного происхождения. Они залегают в виде слоев, которые можно увидеть на крутых склонах оврагов, берегах рек и морей. Метаморфические горные породы. Каким бы путем ни образовались горные породы и как бы устойчивы и прочны они ни были, попадая в иные условия, они начинают изменяться. В результате тектонических движений большие массы пород, возникших на поверхности Земли, могут быть перемещены в ее глубины. Там под влиянием более высоких температур и давлений, при участии минеральных растворов, которые всегда существуют в недрах Земли, начинает изменяться химический и минеральный состав горных пород.

  Разделение  пород на магматические, метаморфические и осадочные не всегда очевидно. При высоких степенях метаморфизма стирается грань между метаморфическими и магматическими горными породами. Изменения эти происходят очень медленно, растягиваясь иногда на десятки и сотни миллионов лет.

Породу можно рассматривать как непрерывную, сплошную среду, пренебрегая его молекулярным строением, и одновременно считать непрерывным распределение в среде всех ее характеристик (плотности, напряжений, скоростей частиц и др.).

. Горные породы - это специфичные твердые тела, математические модели которых  весьма сложны. 

. Особенностью горных пород как среды действия прикладываемых сил, напряжений, развития деформаций, сдвижений и разрушений является его неоднородность: деформации сосредотачиваются преимущественно в ослабленных элементах структуры массива (в трещинах и др.), в меньшей мере деформируются блоки монолитной породы, ограниченные трещинами. Разрушение пород происходит, как правило, с образованием в направлениях максимальных значений касательных напряжений сдвиговых поверхностей скольжения, формирующихся в виде зон образования и согласного поворота примыкающих друг к другу призмообразных элементарных породных блоков. Сопротивление этому сдвигу обусловлено сопротивлением разрушению горных пород при оформлении блоков, а также сопротивлением разрыхлению при их повороте. В случаях близкой взаимной ориентировки максимальных касательных напряжений и протяжённых поверхностей ослабления массива развитие деформаций и разрушения происходит преимущественно в плоскости этого ослабления. 

2)   вторая теория прочности.

  Вторая  теория прочности — теория наибольших относительных удлинений выдвинутая Мариоттом (1682), исходит из гипотезы о том, что разрушение связано с величиной наибольших относительных удлинений. Следовательно, опасное состояние материала наступает тогда, когда наибольшая по модулю относительная линейная деформация достигает значения, соответствующего опасному состоянию при простом растяжении или сжатии. Согласно второй теории при таком сжатии прочность тела должна была бы повыситься, но этого не происходит.

Основной задачей  теории прочности является установление критерия прочности, позволяющего сравнить между собой опасность различных  напряженных состояний материала. Выбранный критерий прочности должен быть обоснован на основе экспериментальных данных путем проведения испытаний различных материалов в зависимости от вида напряженного состояния, как функция от соотношений между значениями главных напряжений.

В зависимости  от условий нагружения материал может находиться в различных 
механических состояниях: упругом, пластическом и в состоянии разрушения. Под предельным подразумевают такое напряженное состояние, при котором происходит качественное изменение свойств материала — переход от одного механического состояния к другому.

Для пластических материалов предельным считается напряженное  состояние, соответствующее заметным остаточным деформациям, а.для хрупких — такое, при котором начинается разрушение материала.

Экспериментальная проверка не всегда подтверждает правильность теории прочности наибольших линейных деформаций при простых нагружениях, т.е. при чистом растяжении или чистом сдвиге. Однако до настоящего времени эта теория имела широкое применение при выполнении инженерных расчетов..