Схематизация элементов геомеханической модели как деформируемых тел

При разработке геомеханической модели исследуемого грунтового массива основной задачей является изучение механических свойств слагающих его пород как составных частей геолого-структурной модели. Механические свойства в различных зонах массива изучаются с помощью натурных и лабораторных испытаний.

На основе полученных результатов возможна схематизация отдельных горных пород путем отнесения их к той или иной разновидности деформируемых тел, изучаемых в механике. При этом в зависимости от представлений о распределении массы вещества в пространстве и вычленении взаимодействующих тел выбираются модели сплошной или дискретной зернистой среды.

В механике понятие сплошной среды связано с представлением о непрерывном распределении вещества в пространстве. Тем самым полностью абстрагируются от дискретного (молекулярного, атомного, поликристаллического, зернистого и др.) строения вещества.

Стремление к такой схематизации реальных объектов обусловлено желанием эффективно использовать хорошо разработанный математический аппарат дифференциального и интегрального исчисления. Поскольку эти разделы математики базируются на понятии бесконечно малых величин, геометрическое описание изучаемой механической системы должно допускать представления о бесконечно малых линейных элементах («волокнах» материала), площадках и объемах, целиком состоящих из исследуемого вещества. Такие представления возможны лишь для среды, непрерывно заполняющей занимаемое пространство: «сплошная среда представляет собой непрерывную совокупность точек».

Возможность схематизации реальных материалов, и в частности грунтовых массивов, моделью сплошной среды имеет физическую основу. Она состоит в том, что объем реальных объектов, механическое поведение которых изучается, содержит огромное число микрочастиц (молекулы, минеральные зерна) материала, обусловливающих его дискретную структуру.