Тиксотропность (горных пород)
ТИКСОТРОПНОСТЬ горных пород (от греч. thixis — прикосновение и trope — поворот, изменение * а. thixotropy of rocks; н. Thixotropie der Gesteine; ф. thixotropie des roches; и. capacidad tixotropica de rocas, tixtropia de rocas) — физико-химическое явление, протекающее в некоторых коллоидных дисперсных системах, например в связных горных породах, и заключающееся в их самопроизвольном разжижении под влиянием механического воздействия (встряхивания, размешивания, вибрации, воздействия ультразвуком и т.д.) и последующем восстановлении структуры при устранении этих воздействий. Тиксотропность объясняется обратимым разупрочнением структурных связей между минеральными частицами связной породы. При определённом механическом воздействии происходит переход связанной и иммобилизованной воды в свободную, что приводит к снижению прочности структурных связей и разжижению породы. Прекращение воздействия приводит к обратному переходу воды из свободного в связанное состояние и упрочнению породы (тиксотропное упрочнение).
Показателем, характеризующим склонность горных пород к тиксотропному разупрочнению, является зыбкость. Её принято измерять средним радиусом основания цилиндрического образца (мм) после его вибрации при частоте колебаний 67 Гц и амплитуде 1 мм. Начальный радиус образца равен 8 мм, а высота цилиндра 20 мм. Величина показателя зыбкости изменяется от 8-9 для нетиксотропных пород до 15 и более для высокотиксотропных пород. Более общий показатель — предел структурной прочности при динамическом воздействии, определяемый как предельное знакопеременное ускорение, при котором прочность породы не снижается. Он измеряется в м/с2. Тиксотропное упрочнение характеризуется временем восстановления (с), в течение которого при восстановлении достигается максимальная прочность породы.
Тиксотропность определяется качественным и количественным составом их дисперсной фазы, формой частиц и их гидрофильностью, составом и концентрацией поровой влаги и др. Основное влияние оказывает гранулометрический состав породы. Тиксотропные явления характерны для пород с содержанием глинистых частиц не менее 1,5-2%.
Тиксотропность широко распространена в природе и оказывает как отрицательное, так и положительное влияние на технологические процессы при разработке влажных связных пород. Например, при транспортировке таких пород тиксотропное разжижение вызывает интенсивное их прилипание к рабочим поверхностям транспортного оборудования, снижая его производительность в 1,5 раза. С другой стороны, тиксотропность используют при ведении буровых работ, забивке свай. Тиксотропность — причина оползневых явлений.
