Геомеханика – это наука, изучающая механическое состояние массивов горных пород (включая техногенные) и идущие в них физические процессы. Основной целью геомеханики является изучение и предсказание процессов напряженного состояния массива.
Горная геомеханика сформировалась в научную дисциплину в 19 веке в связи с изучением условий обрушения и оседания земной поверхности над горными выработками. В геомеханики выделяют два основных направления исследований:
1. механика грунтов, где объектом исследования являются грунты и их взаимодействие с сооружениями;
2. в механике горных пород занимаются изучением механических свойств горных пород, определяют рекомендации по добыче полезных ископаемых.
Одним из основоположником механики грунтов как научной дисциплины является геолог и инженер-строитель Карл Терцаги (рисунок 1). В 1925 году им была издана монография «Строительная механика грунтов», которая считается первым трудом, посвященным к данной тематике.
Механика грунтов – это раздел физики грунтов и прикладной механики, которая описывает поведения грунтов и используется для анализа деформаций и течения жидкостей в естественном массиве и искусственных сооружениях (фундаменты, контрфорсы, дамбы, плотины и т.п.).
Научный деятель был рожден 2 октября 1883 года в Праге, Австро-Венгрия. Терцаги в 17 лет завершил обучение с отличием в военной школе, после чего поступил в высшую техническую школу в Граце, которую в 1904 году также окончил с отличием. По окончанию обучения деятель начал активно изучать и работать в геологическом направлении и гражданском строительстве. Первые опубликованные и признанные работы в направлении фундаментальных свойств грунтов относятся к 1919 году.
Карл Терцаги занимался вопросами методов классификаций почв и горных пород, капиллярных явлений в почвах и многих других вопросов, касающихся проектированием и строительства плотин, креплений, дренажных систем, управления устойчивости грунтов.
С 1916 вёл научно-исследовательскую работу и преподавал в вузах Австрии, Турции, США (в том числе в Массачусетском технологическом институте и Гарвардском университете) и др. стран. Карлом Терцаги в 1936 году было основано Международное общество по механике грунтов и фундаментостроения, где он занимал должность президента до 1957 года.
Кор Терцаги занимался изучением крепких массивов горных пород. Им был предложен метод для детальной характеристики трещиноватости массива, которых заключается в определении элементов залегания и качественных показателях трещин в трех взаимоперпендикулярных направлениях в одной точке наблюдения.
Значимой работой научного деятеля является закономерность уплотнения (принцип Терцаги), которая в дальнейшем была доработана. Этот принцип был представлен в серии статей в 1920-х годах, основанных на его исследовании укрепления зданий на грунте, и гласит: когда к пористому материалу прикладывается напряжение, ему противодействует давление жидкости, заполняющей поры в материале. Принцип Терцаги хорошо применим к пористым материалам, твердые составляющие которых являются несжимаемыми - грунт, например, состоит из зерен несжимаемого кремнезема, так что изменение объема грунта во время уплотнения происходит исключительно за счет перегруппировки этих составляющих по отношению друг к другу. Обобщение принципа Терцаги на сжимаемые твердые компоненты было выполнено Морисом Энтони Био в 1940-х годах, что привело к появлению теории пороупругости и поромеханики.
Его признание и формулировка принципа эффективного напряжения и его влияния на анализ осадки, прочность, проницаемость и эрозию почв были его самым выдающимся вкладом.
Интересные факты:
К. Терцаги изображен на австрийской почтовой марке 1983 года.
Американское общество инженеров-строителей учредило в 1960 году премию Карла Терцаги «автору за выдающийся вклад в знания в области механики грунтов, подземного и земляного строительства, а также подземного и земляного строительства».
Карл Терцаги был награжден медалью Нормана и Франка П.Брауна, стал почетным доктором Национального автономного университета Мексики и Грацкого технического университета.