Статистическое моделирование и прогноз разрушения горных пород в очагах горных ударов

• Автор: Пимонов, Александр Григорьевич
• Шифр специальности: 05.13.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 312 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРОГНОЗА РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД
1.1. Горные удары на разрабатываемых месторождениях полезных ископаемых как одна из наиболее опасных форм разрушения горных пород
1.2. Механические модели разрушения горных пород и прогноз сейсмических явлений
1.2.1. Модель упругой отдачи
1.2.2. Энергетическая модель разрушения
1.2.3. Модель лавиннонеустойчивого трещинообразо-вания
1.2.4. Модель сдвигового разрыва
1.2.5. Модель, основанная на кинетических представлениях о разрушении твёрдых тел
1.2.6. Модель, обобщающая эмпирические данные
1.3. Электромагнитные предвестники разрушения
1.4. Методы и системы геомеханического контроля и прогноза состояния массива горных пород
Выводы. Цель и задачи исследований
2. КИНЕТИКО-СТАТИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД
2.1. Разрушение горных пород как кинетический процесс накопления трещин
2.2. Процесс накопления трещин как пуассоновский поток событий

2.3. Концентрационный критерий разрушения твёрдых тел
2.4. Математические ожидания кинетических характеристик процесса разрушения и их определение на основе кинетического уравнения С.Н. Журкова
2.5. Обобщение кинетического уравнения прочности на случай сложного напряженного состояния
2.6. Кинетико-статистическая модель разрушения структурно-неоднородных горных пород
2.7. Моделирование процесса разрушения горных пород
на ЭВМ
2.7.1. Моделирование разрушения при постоянной скорости нагружения
2.7.2. Моделирование разрушения для условий случайно изменяющегося напряжённого состояния
Выводы
3. ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭМИССИИ ИЗ ОЧАГА РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД
3.1. Динамика трещины и электромагнитное излучение при её распространении
3.1.1. Динамическая модель движения и остановки разрыва
3.1.2. Модель генерирования электромагнитного излучения при распространении трещины
3.2. Имитационная модель электромагнитного излучения
из очага разрушения в массиве горных пород
3.3. Моделирование электромагнитного излучения из очага разрушения горных пород на ЭВМ
Выводы

т* - т** з 1 _ з КГ „
Е — -г- Ь = е*Ь , с*«10 ~ г-, (1.3)

ДТ, = 0,1Т» = з 0,1кЬ, у*«1(Г4, (1.4)
где т*, т** - прочностные параметры в очаговой области готовящегося землетрясения; V - скорость относительного движения блоков земной коры, в зоне контакта которых развивается очаг; у* = т*/ц
- предельная (разрушающая) деформация породы в этой зоне; |д -модуль сдвига породы вокруг очага; Г - характерный линейный размер очаговой области; Е - энергия землетрясения; Т* - полное время его “созревания”, то есть интервал времени между моментом начала накопления механических напряжений в очаговой области и моментом возникновения землетрясения, а АТ* - часть интервала Т*, примыкающая к концу этого интервала, на протяжении которого наблюдаются предвестниковые явления.
Впервые эмпирическая зависимость (1.3) по японским данным была получена К. Цубои /65/, а затем подтверждена М.А. Садовским и его коллегами /66/, которые установили также /63/ соотношение (1.4).
На основе вышеописанной модели С.С. Григорян /64/ предложил систему наблюдений, измерений и обработки результатов, дающую, по его мнению, возможность определить основные параметры для прогноза землетрясения - координаты центра, энергию и время возникновения землетрясения.
Коротко схема организации прогноза землетрясений такова.
1. Средствами сейсмического мониторинга и геологическими методами выделяются активные разломы и скорости относительного движения блоков, контактирующих по этим разломам.