Физико-механические свойства горных пород

Физические свойства

коэффициент плотности kпл
отношение объемного веса пород к удельному весу (или отношением соответствующих плотностей),
характеризует степень заполнения объема горной породы минеральным веществом

Насыпной объемный вес γ р —вес единицы объема свободно насыпанного груза в несвязанном состоянии, кН/м3.

Пористость пород
Общая пористость пород П - объем всех пор VП в долях единицы (часто в процентах) от общего объема породы (V+ VП )

Поры по происхождению
первичные, формирующиеся при образовании пород,
вторичные, появившиеся в результате различных процессов метаморфизма, выщелачивания, перекристаллизации и т. п

Поры по величине
субкапиллярные (диаметр пустот менее 0,2 мк),
капиллярные (0,2—100 мк)
сверхкапиллярные (более 100 мк).
Принято выделять и рассматривать отдельно такие пустоты в породах, как трещины и каверны.

поры по форме
пузырчатые,
каналовидные,
щелевидные,
ветвистые и т. п.
Пористость зависит от формы и размеров зерен, слагающих породу, от степени их отсортированности, сцементированности и уплотненности.
где Кр - коэффициент разрыхления

Пористость

коэффициент пористости
Отношение объема пор к объему минерального скелета V породы

Суммарный относительный объем открытых (сообщающихся) пор - открытая пористость П откр горной породы.
Суммарный относительный объем закрытых (замкнутых) пустот называют закрытой или изолированной пористостью П из.
Пористость, которая определяет движение в породе жидкостей и газов, называют эффективной пористостью П эф.
Общая пористость П определяется совокупностью закрытых и открытых пор.

Пористость горных пород изменяется в значительных пределах — от долей процента до 90%.
Высокой пористостью обладают осадочные породы,
магматические породы имеют незначительную пористость.
Исключение составляют изверженные разности пород, такие, как туфолавы, трахит (Р = 55 - 60%).
Выветрившиеся магматические породы также имеют высокую пористость

Плотность

Плотность

Плотность минералов зависит от их химического состава и структуры.
Они делятся на тяжелые (δ0 > 4 г/см3),
средние (δ0= 4 - 2,5 г/см3)
и легкие (δ0 < 2,5 г/см3); 1
3% всех минералов относятся к легким, 33,8% — к тяжелым, 53,2% — к средним

Плотность горных пород определяется плотностью слагающих минералов δ0i
где n - число минералов, слагающих породу; Vi — доля объема, занимаемого каждым минералом.

Плотность

объемная плотность ρ о - масса единицы объема породы при данной пористости в ее естественном состоянии. Плотность пород всегда больше их объемной плотности.
Если порода сложена из минералов примерно одинаковой плотности, ее объемная плотность в основном зависит от пористости.
Объемная плотность малопористых пород в основном зависит от их минерального состава.
Объемная плотность большинства пород колеблется от 1,5 до 3,5 г/см3.

kп - коэффициент пористости