Экспериментальное и численное изучение катастрофической стадии разрушения горных пород и горных массивов


статья в журнале
Авторы: Макаров П.В.     Смолин И.Ю.     Перышкин А.Ю.     Кульков А.С.     Бакеев Р.А.   (ИНГГ СО РАН)  
дата публикации: 2020
реферат:
Методом доплеровской лазерной интерферометрии измерены продолжительность переходного процесса от медленной квазистационарной стадии накопления повреждений в образцах горных пород к сверхбыстрой катастрофической стадии разрушения и продолжительность автокаталитической стадии макроскопического разрушения. Малые образцы горных пород испытывались на сжатие и трехточечный изгиб. В экспериментах измерялась скорость смещения боковой поверхности нагружаемых образцов вплоть до их макроскопического разрушения. Показано, что скорость смещения поверхности образцов на катастрофической стадии на три порядка превышает среднюю скорость смещения на квазистационарной стадии накопления повреждений. Продолжительность переходной к катастрофическому разрушению стадии оценена в 60-100 мс, а продолжительность сверхбыстрого катастрофического режима разрушения - в 15-20 мс для малых образцов мрамора. Переходная стадия является процессом самоорганизации отдельных актов разрушения в состояние самосогласованной критичности. На этой стадии распределение отдельных актов разрушения эволюционирует в степенные распределения. Предложена простая модель разрушения, отвечающая степенным законам распределения и имеющая хорошее согласие с данными экспериментов. По разработанной математической модели выполнены расчеты разрушения малых образцов горных пород, воспроизводящих эксперименты по их одноосному сжатию и трехточечному изгибу, и разрушения в горных массивах с выработками в процессе ведения горных работ. Выполнено численное моделирование процесса формирования разломов и разрушения для горной области Центрального Алтая, включая форшоковый процесс, главное событие (Чуйское землетрясение 27.09.2003 г.) и афтершоковый процесс. Расчетный сейсмический процесс полностью отвечает закону повторяемости землетрясений Гутенберга-Рихтера, а расчетный афтершоковый процесс - закону Омори.
первоисточник: Физическая мезомеханика
том: 5
страницы: 43-55
ISBN:
ISSN:
внешние ссылки:
DOI  
РИНЦ SPIN  

 Видео

 

 

 

 

полный текст статьи

fizm-2020-5-43-55