Характеристика скальных и полускальных пород

К скальным породам относятся большинство изверженных и метаморфических, а также некоторые осадочные породы, насыщенные водой и характеризуются пределом прочности при одноосном сжатии в куске (образце) более 50 МПа. К ним, в частности, относятся кварциты, базальты, габбро, колчеданы, граниты, прочные известняки, песчаники, песчанистые сланцы, кремнистые конгломераты.

К полускальным породам относятся выветрелые изверженные и метаморфические породы и в основном коренные осадочные породы (глинистые и песчано-глинистые сланцы, глинистые и известковистые песчаники, руды гематитовые, мергели, известковые брекчии и конгломераты, известняк-ракушечник, аргиллиты, алевролиты, гипс, каменная соль, каменные и прочные бурые угли и др.). Предел их прочности при одноосном сжатии

в куске (при насыщении его водой) от 20 до 50 МПа. Характерным отличием полускальных пород от менее прочных (плотных) является необходимость предварительного их разрушения при разработке (обычно взрывным способом).

По степени трещиноватости в массиве различают пять категорий скальных и полускальных пород:

- чрезвычайно трещиноватые породы силы сцепления между отдельностями весьма малы (А_i = 0.1– 0.01; = 0.01- 0.065).

- сильнотрещиноватые породы часто имеют выраженное напластование и видимые сомкнутые трещины (Аi = 0.1– 0.01; = 0.05 – 0.15), а сцепление между отдельностями незначительное.

- среднетрещиноватые породы характеризуются выраженным блочным строением, хорошо различимыми трещинами (Аi=0.4–0.25; = 0.1–0.55).

- малотрещиноватые породы характеризуются выраженным блочным строением и видимыми трещинами, иногда заполненные мелким нецементирующим материалом; сопротивление отрыву блоков значительное (Аi = 0.6–0.4; =0.5 – 0.9).

- практически монолитные породы характеризуются весьма значительными размерами блоков (Аi= 1–0.6; =0.6–0.98).

Слоистые породы характеризуются выраженным напластованием маломощных, сравнительно однородных слоев. Сцепление по напластованию значительно меньше, чем в поперечном направлении. Контактные поверхности слоев после разделения обычно ровные.

Скальные и полускальные породы в массиве могут, находится в нарушенном, мерзлом состоянии или являться смесью разнопрочных пород.

Нарушенные породы – естественно или искусственно измененные; для них характерны глубокие раскрытые трещины. Естественно нарушенные породы встречаются главным образом в зонах тектонических нарушений. В нарушенных породах по сплошным трещинам разломов и дезъюнктивных нарушений сцепление массива очень мало или вовсе отсутствует. При заполнении зон глинистым материалом, особенно насыщенным водой, резко снижается также коэффициент внутреннего трения по сравнению с величиной его в ненарушенной породе. Искусственно нарушенные породы характерны для зон выветривания, сдвижения, обрушения, оползней, сейсмического действия взрывов. Особенно сильно выветриваются в обнажениях метаморфические серицитовые, хлоритовые и тальковые сланцы. Помимо снижения прочности нарушенных пород изменяются и другие их свойства.

Разнопрочные породы характерны для сложных текстур, зон контактов и тектонических нарушений.

Скальные и полускальные малотрещиноватые сухие породы при отрицательной температуре практически незначительно меняют свои свойства.

Промерзшие полускальные трещиноватые породы высокой влажности (12-18%) и относительно малой прочности (20-30 МПа) имеют повышенное сопротивление внешним усилиям вследствии заполнения трещин льдом. При оттаивании такие породы, например, аргиллиты и алевролиты, разупрочняются из-за расширения трещин, растворения цементирующих веществ, повышенной естественной влажности и под действием других факторов.