Як вже зазначалося, що знаходиться на деякій глибині гірська порода повинна витримувати вагу перекривають порід, т-е. Твердого скелета порід і пластових флюїдів. З рівняння (8.2) видно, що ефективний градієнт напружень, що виникає під дією цього навантаження,
За винятком гірських районів і масивів, що прилягають до соляних куполів, градієнт геостатичної тиску дей-ствует у вертикальному напрямку. Оскільки гірські породи за своєю природою В'язкопружні, вертикальні напруги по-народжують горизонтальні складові. На думку Ітона, горизонтальні складові напруги рівномірно рас-межа і можуть бути визначені за допомогою коефіцієнта Пуассона, який дорівнює відношенню відносної поперечної деформації до відносної поздовжньої деформації. Однак це положення в своїй основі несе допущення про те, що оса-дочно породи знаходяться в замкнутому жорсткому обсязі, по-цьому ніякого бокового переміщення не відбувається. Насправді ці бічні переміщення все-таки відбуваються, що під-підтверджується великими скидами, які спостерігаються в земній корі.
Хабберт і Вілліс показали, що горизонтальні напруги-ня видозмінюються під дією тектонічних сил, кото-які діють протягом усієї геологічної історії. Вони зводять дійсні напруги в гірських породах до трьох нерівним основними складовими, які діють під прямими кутами один до одного. В такому випадку # 963; 1 - най-більше основна напруга незалежно від його напряму, # 963; 2 - проміжне по амплітуді основна напруга, а # 963; 3 - найменше основна напруга. Три можливі схеми дей-наслідком цих напруг показані на рис. 8.7.Когда різниця між # 963; 1 і # 963; 3 перевищує міцність гірської породи, відбувається скидання і напруга знімається, але потім поступово зростає знову.
Умови виникнення скидання можуть бути виявлені шляхом побудови діаграми Мора на підставі результатів досл-вання зразків гірських порід в камері при тривимірних навантаженнях. Розглянемо рис. 8.8, на якому значення поздовж-ного і поперечного напруги (# 963; 1 і # 963; 3 відповідно) при максимальній напрузі зсуву на кривій «деформація - напруга» відкладені на осі абсцис, а через відрізок, со-ответствуй їх різниці, проведена окружність з центром на цій осі. Ця процедура повторюється для декількох зна-чень тиску обтиску. Площа, обмежена дотичними до отриманих колах, визначає умова стійкості. Точка перетину лінії руйнування з віссю ординат дає зна-чення міцності зчеплення з гірської породи, а нахил # 966; цієї лінії визначає кут внутрішнього тертя, який є мірою пластичності.
Мал. 8.7. Можливі схеми прояви головних напря-жений в земній корі
Мал. 8.8. Діаграма Мора для пластичного руйнуючої-ності:
I - напруга зсуву; 2 - нормальна напруга; 3 - диференціальне напруга; 4 -лінія руйнування; 5 - зона нестійкості; 6 - зона устої-чивости
Ріс.8.9Проявленіе тектонічних сил в земній корі:
З урахуванням геометричних співвідношень на діаграмі Мора можна показати, що найменше головне напруга при скиданні визначається виразом