Структурные условия формирования и развития очага разрушения в гетерогенных материалах

• Автор: Рустамова, Манзура Зохировна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Душанбе
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Оглавление

Введение

Глава I. Современные представления о разрушении гетерогенных

материалов

1.1 Кинетическая концепция прочности твердых тел, как

физическая основа прогнозирования макроскопического разрушения

1.2. Структура горных пород и представления о геометрической

иерархии

1.3. Представления о мезоскопических структурах и их роли в

процессе деформирования и разрушения

1.4. Закономерности образования микротрещин в гетерогенных
материалах
1.5. Концентрационный критерий укрупнения трещин
1.6. Модели подготовки землетрясений и сейсмические
предвестники
1.7. Основные выводы и постановка проблемы
Глава II. Физико-механические свойства минералов. Минералогический
состав горных пород
2.1 Механическая прочность и спайность минералов
2.2. Структурные признаки исходного недеформированного
гранита Вестерли
2.3. Структурные изменения гранита Вестерли после
деформирования
2.4. Исследование порового пространства образцов горных пород в
условиях одноосного сжатия, с помощью электронно-вычислительного устройства «Квантимет-720»
2.5. Количественный микроанализ образцов мрамора в условиях
объемного сжатия
2.6. Основные выводы
Глава III. Исследование кинетики разрушения образцов горных пород
3.1. Кинетика накопления микротрещин в горных породах
3.2. Двухстадийная модель разрушения гетерогенных материалов
3.3. Основные выводы
Глава IV. Формирование и развитие очага разрушения с учетом
структурных особенностей материала
4.1. Структурные изменения при деформации природных
гетерогенных материалов
4.2. Акустоэмиссионный метод диагностики конструкций
4.3. Концентрационная модель разрушения твердых тел и прогнози
рование катастрофических ситуаций в крупномасштабных объектах
4.4. Основные выводы
Заключение
Литература
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Изучение глобальных процессов разрушения земной коры и ее крупномасштабных составляющих с целью составления достоверных прогнозов горных ударов, землетрясений, техногенных катастроф, обвалов подземных сооружений и рудников, разрушения сложных технических монолитов и конструкций является одной из важнейших и актуальных проблем физики, геологии, сейсмологии и смежных областей науки и техники.
Изучению физических аспектов процессов разрушения крупномасштабных объектов посвящены многочисленные исследования, в том числе, представленные в работах [8,136,150,160,161], обзорах и монографиях [3,43,55,78].
Лабораторные исследования процессов разрушения природных . гетерогенных материалов позволяют выявить физические основы этих процессов и предложить методику прогнозирования разрушения этих объектов.
Современные физические представления о природе разрушения твердых тел, в частности, горных пород базируются на кинетическом подходе к проблеме прочности, основоположником которого является С.Н. Журков [1]. Основу кинетических представлений составляют многочисленные экспериментальные результаты, полученные для широкого круга материалов естественного и искусственного происхождения, включая металлы, горные породы и полимеры. С этих позиций в работах С.Н.Журкова рассматривается эволюция разрушения, начиная от возникновения изолированных дефектов структуры, их накопления, укрупнения, образования очага разрушения и заканчивая макроразрушением объектов.
Кинетическая концепция С.Н.Журкова открыла принципиальную возможность прогнозирования разрушения сложных композитных материалов. В работах С.Н.Журкова и В.С.Куксенко [8,49,53,56,81,125] очаг разрушения изучен более детально. В этих работах предложена
Хрупкое разрушение в минералах устанавливается по трещинам, которые могут быть открытыми и залеченными по остроугольным обломкам кристаллов, которые иногда могут быть регенерированы.
В минералогии реакцию кристалла на динамическую нагрузку выражают понятием «характер сцепления». Подавляющая часть минералов -это хрупкие тела. В обычных условиях пластические деформации на них незаметны. Некоторые минералы с металлическим блеском обнаруживают явную пластичность. Среди них выделяют тягучие (с содержанием золота, меди, платины) и ковкие минералы (халькозин, галенит).
Листочки минералов листовой структуры под влиянием внешних усилий легко изменяют кривизну - гнутся. Этот вид деформации называют гибкостью. В слюдах гибкость упругая, после снятия напряжения листочки слюды выпрямляются. В хлоритах область упругих деформаций незначительна, согнутый листочек у них не распрямляется. Такие минералы являются гибкими и неупругими.
Численное значение коэффициентов, обусловливающих прочность кристаллов, зависит от направления, что ярко проявляется в спайности. Спайностью называется способность минералов раскалываться по определенным кристаллографическим направлениям с образованием плоских зеркальных поверхностей, например, при ударе, мгновенном термическом сжатии или расширении.
Под микроскопом спайность в зернах иногда наблюдается как система закономерных трещин, что позволяет определить количество направлений спайности и углы между ними.
Другой важной характеристикой минералов является твердость. Твёрдость-это сопротивление минерала царапанию или внедрению острия. Это свойство минерала наиболее универсально характеризует его механическую прочность. Твердость определяется упругими свойствами минерала, прочностью, способом и условиями измерения. Существуют три способа измерения твердости: царапание, шлифование и вдавливание острия