Влияние предыстории напряженного состояния горной породы на кинетические параметры акустической эмиссии

• Автор: Петровский, Михаил Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 86 c. : ил

ОГ ДАВЛЕНИЕ

Глава I. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ КИНЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ В ГОРНОЙ ПОРОДЕ ОТ ПРЕДЫСТОРИИ ЕЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ.
§ I. Обзор существующих результатов экспериментальных исследований и теоретических моделей кинетики акустической эмиссии (АЭ) в горных породах. £
§ 2. Построение феноменологической модели кинетики АЭ на основе концепций поврежденноети механики деформируемых твердых тел и общих законов эредитарных явлений
§3. Расчет кинетики АЭ в образцах горных пород при их одноосном нагружении на основе построенной модели. .
Глава II. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАВИСИМОСТИ КИНЕТИЧЕСЗ КИХ ПАРАМЕТРОВ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ В ГОРНОЙ ПОРОДЕ ОТ ПРЕДЫСТОРИИ ЕЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ. . 3.1 . § I. Лабораторное оборудование и методика испытаний. . 3^ . § 2. Кинетика АЭ при неубывающих во времени нагрузках
на образец. Определение наследственных и структурночувствительных свойств образца методом АЭ

§ 3. Кинетика АЭ при циклических нагрузках на образец.

Глава III. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПРЕДЫСТОРИИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ПО КИНЕТИЧЕСКИМ
ПАРАМЕТРАМ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ
§ I. Общие свойства циклической памяти в различных
по составу и строению горных породах
§ 2, Влияние процесса выбуривания образца на
свойства его циклической памяти
§ 3. Практическое определение максимальных напряжений, действовавших в массиве горных пород
ЗАКЛЮЧЕНИЕ . . . ,52
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВБЩЕНИЕ
Общая характеристика работы
Актуальность. Под действием внешних нагрузок в различных по составу и строению твердых телах, в том числе и горных породах, наблюдается явление акустической эмиссии - испускание материалом упругих волн, вызванное динамической локальной перестройкой его структуры. Изучение зависимости параметров акустической эмиссии (АЭ) от параметров действующей в горной породе нагрузки необходимо как для дальнейшего углубления представлений о природе землетрясений, сейсмических щумов и других динамических явлений, наблюдаемых в горных породах, так и для развития новых методов исследования напряженного состояния земной коры.
Цель работы и решаемые задачи. Экспериментально было обнаружено (§ I, гл.1), что зависимость кинетических параметров акустической эмиссии (скорости счета АЭ, активности АЭ и т.п.) от напряженного состояния горной породы имеет эредитарный характер, т.е. эта зависимость определяется не только текущим напряженным состоянием породы, но и предысторией ее напряженного состояния (явление памяти). Основной целью диссертационной работы являлось исследование зависимости кинетических параметров акустической эмиссии в горной породе от предыстории ее нагружения в условиях одноосного сжатия и получение количественных соотношений, позволяющих ставить и решать обратную задачу. Для этого в работе были поставлены следующие задачи.
I. На основании имеющихся литературных данных построить феноменологическую модель зависимости кинетических параметров акустической эмиссии в горной породе от предыстории ее напряженного

В заключение приведем результаты исследования зависимости излучательной способности ( % * ) базальта от величины его общей пористости. Программа испытаний была следующей: отбирались образцы базальта одного химического состава, но с различной по величине пористостью. Пористость изменялась в диапазоне 9 -50%. Образцы нагружались при комнатной температуре до разрушения с линейно растущим во времени напряжением; скорость нагружения для всех образцов была выбрана одинаковой и равной 40 кгс/см2 мин. В процессе нагружения регистрировалась интенсивность АЭ.
По результатам испытаний строились графики зависимости £пЛГ-(о . Характерно, что все они имеют вид, аналогичный показанным на рис.12 а,б. В средней части указанные зависимости хорошо апроксимируются прямыми линиями, по тангенсу угла наклона которых, на основе формулы (42) определялась величина $ * . График зависимости $ * от пористости представлен на рис.13.
На том же рисунке для сопоставления приведена зависимость величины разрушающего напряжения 6> в исследованных образцах от пористости. Как видно из этого рисунка, чем выше $ * , тем меньше 6> , причем зависимость эта не линейна.
§ 3. Кинетика АЭ при циклических нагрузках на образец Особый интерес представляет исследование закономерностей кинетики АЭ при циклическом нагружении образцов горных пород в связи с изучением свойств их циклической памяти. В этом параграфе будут последовательно рассмотрены ряд экспериментов на циклическое нагружение образцов гранита и базальта.
I. Первоначально программа испытаний была выбрана следующей.