Изучение влияния воды на механические свойства горных пород необходимо для практики их разработки, в частности, при добыче полезных ископаемых, сооружении плотин, прокладывании туннелей, захоронении отходов. Присутствие воды в поровом пространстве материала наряду с наличием самих пор, трещин, каверн оказывает существенное влияние на механические свойства материала. Представлены результаты экспериментального исследования влияния условий водонасыщения на прочность при сжатии образцов доломита и известняка, представляющих вмещающие породы на месторождениях алмазов трубки "Ботуобинская" и трубки "Дальняя". В соответствии с разработанной методикой исследования осуществлен выбор режимов водонасыщения и проведены механические испытания образцов, насыщенных до определенного уровня и затем выдержанных в течение различного времени. По результатам трех серий испытаний построены зависимости прочности доломита при сжатии от времени выдержки и установлено существенное влияние времени выдержки на прочность материала, которое может приводить как к снижению, так и к увеличению прочности. Высказана гипотеза о том, что такое поведение материала связано с неравномерным распределением влаги и образованием "сухого" ядра в образце. Показано, что в рамках модели "сухого" ядра в материале могут быть реализованы различные сценарии разрушения, и это отразится на характере зависимости прочности образца от времени выдержки во влажном состоянии, включая ее немонотонное поведение. Полученные результаты имеют не только фундаментальное значение для понимания и соответствующего описания механизмов воздействия воды на породу, но также и практическое значение для оценки устойчивости и длительной прочности обводненных горных выработок.
The investigation into the influence of water on the mechanical properties of rocks is essential for their effective application in various fields, particularly in mining, dam construction, tunneling, and waste management. The presence of water within the pore spaces of geological materials, along with the existence of pores, cracks, and voids, plays a significant role in determining their mechanical characteristics. This study presents the results of an experimental investigation into the effects of water saturation conditions on the compressive strength of dolomite and limestone specimens, which are recognized as host rocks in the diamond deposits found in the Botuobinskaya and Dalnaya tubes. Following established research methodologies, specific water saturation regimes were selected, and mechanical tests were conducted on specimens that were saturated to predetermined levels and subsequently maintained for varying durations. The results from the three series of tests revealed the dependence of the compressive strength of dolomite on the duration of holding time. A significant effect of holding time on the material’s strength was observed, indicating that it can lead to both a decrease and an increase in strength. This phenomenon is hypothesized to be associated with a non-homogeneous distribution of water and the development of a “dry” core within the specimen. The analysis indicates that, within the framework of the “dry” core model, various fracture scenarios may develop within the material. These scenarios will affect the nature of the dependence of the specimen’s strength on holding time in a wet condition, including its non-monotonic behavior. The findings are not only fundamentally important for advancing the understanding and accurate description of the mechanisms of water interaction with rock but also have practical implications for assessing the stability and long-term durability of flooded mine workings.
