Materiały konferencyjne SEP 1993 - tom 2

Szkoła Eksploatacji Podziemnej *93 poniżej której uskok normalny będzie w równowadze nietrwałej, powyżej zaś układ znajduje się w równowadze trwałej. Dla warunków południowoafrykańskich kopalń złota proponuje się przyjąć (() = 30* czyli Kj^^ = 0,33. Warunek ten oznacza, że w polu naprężeń ściskających wysokie naprężenia poziome (minimalne) w stosunku do pionowych (maksymalnych) mogą w pewnych kierunkach odgrywać rolę czynnika stabilizującego proces deformacji na powierzchniach uskoków normalnych. W warunkach, gdy wzrost odkształcenia występuje przy spadku naprężenia, sk^y przechodzą w stan równowagi nietrwałej, a występuje to zwykle po przekroczeniu wytrzymałości na ściskanie lub ścinanie. W tym przypadku układ jest jedynie warunkowo w równowadze nietrwałej (warunek konieczny), a kryteria równowagi t rw^ej można formułować jedynie przy uwzględnieniu charakterystyk naprężenie - odkształcenie obciążanego elementu górotworu oraz charakterystyk naprężenie - odkształcenie skał otaczających (łub obudowy). Kryterium równowagi trwałej określa się zwykle jako pewną funkcję lokalnej sztywności pękającego górotv/oru oraz sztywności ośrodka otaczającego (górotworu lub obudowy). Zatem w momencie, gdy w danych warunkach obciążenia górotwor przechodzi w stan równowagi nietrwałej (np. po przekroczeniu doraźnej wytrzymałości na ścinanie) ostateczny przebieg deformacji (stabilny lub niestabilny) t)ędzie zależeć od wzajemnego, oddziaływania pękającej objętości oraz otaczającego ośrodka skalnego. Ogólnie niska sztywność pękającego elementu i wysoka sztywność skał otaczających zapewniają s t ab i% przebieg procesu (sztywność określa stosunek przyrostu sił niezbędnych do uzyskania przyrostu przemieszczenia). W modelu masy ślizgającej się po podłożu przebieg przemieszczenia tej masy będzie określony charakterem sił tarcia (a w szczególności, w jaki sposób te siły będą się zmieniać w momencie rozpoczęcia ruchu masy M) i właściwościami sprężyny, która odwzorowuje właściwości sprężyste górotworu otaczającego przemieszczającą się masę. Powstanie równowagi nietrwałej na powierzchni uskoku musi być związane z pew- nym mechanizmem osłabienia ośrodka np. przez spadek sił tarcia (spadek naprężeń stycznych ze wzrostem poślizgu). W tym zakresie istniejące modele w geofizyce można podzielić na dwie klasy: modele wykorzystujące tzw. proste prawo tarcia, w których tarcie zależy jedynie od stanu masy (tarcie statyczne i dynamiczne) i maleje skokowo w chwili rozpoczęcia ruchu przez masę M. Te modele są znacznie prostsze i są częściej wykorzystywane pomimo tego, że nie zawsze są w stanie wyjaśnić zadowalająco wszystkie cechy obserwowanego zjawiska, modele wykorzystujące tzw. uogólnione prawo tarcia, w których siły tarcia są złożoną funkcją prędkości poślizgu, położenia masy na powierzchni kontaktu i czasu pozostawania masy w równowadze trwałej. Modele te są znacznie bardziej skomplikowane, ale i bardziej zbliżone do rzeczywistości, gdyż umożliwiają uwzględnienie szeregu efektów związanych ze spadkiem sił tarcia jako funkcji prędkości poślizgu oraz z rozwojem powierzchni w czasie poślizgu (Gu, 1986). Sekcja III 137