Кинетика процессов релаксации в горных породах и ее приложение к задачам геодинамики

• Автор: Аниколенко, Валерий Алексеевич
• Шифр специальности: 04.00.22
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 225 с. : ил.

Глава 1
СОВРЕМЕННЫЕ МОДЕЛИ СЕЙСМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД НА РАЗЛИЧНЫХ МАСШТАБНЫХ УРОВНЯХ. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ
Предпосылки к проведению работы
1.1. Физическая кинетика
1.1.1.Закон сохранения массы и поток событий
1.1.2. Уравнения Смолуховского и Фоккера-Планка
1.2. Структурные условия деформирования и разрушения

горных пород
1.3. Кумулятивные процессы и вероятностные модели накопления

повреждении
1.3.1. Переход от микро к макроразрушению (мезомеханика).
О С"
Марковские процессы
1.3.2. Иерархические и фрактальные свойства неупорядоченных систем
1.3.2.1. Фракталы
1.3.3. Природа временных иерархий, определяющих релаксацию в

неупорядоченных системах
1.4. Кинетическая концепция прочности твердых тел
1.4.1. Кинетика трещинообразования при деформировании горных пород
1.4.2. Концентрационный критерий укрупнения трещин
1.5. Модели подготовки землетрясений
1.6. Постановка проблемы
Глава
ЛАБОРАТОРНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ КИНЕТИКИ РАЗРУШЕНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД.
ДИНАМИКА И СКЕЙЛИНГ
2% .39 .4 о
.4 г
2.1. Кинетический подход и роль лабораторных экспериментов в изучении механизма релаксации горных пород
2.1.1. Кинетическое описание процессов релаксации
2.2. Техника лабораторных экспериментов на гидравлическом
прессе
2.3. Эксперименты по изучению кинетики релаксации горной породы под нагрузкой
2.3.1. Лабораторные эксперименты при постоянной скорости нагружения
2.3.2. Лабораторные эксперименты по циклическому нагружению образцов горных пород на прессе
2.3.3. Кинетический эксперимент на двуслойной модели
2.4. Тонкая и сверхтонкая структура кинетических кривых разрушения горных пород и самоподобие процесса релаксации горных пород под нагрузкой
2.4.1. Скейлинг, обусловленный тектоникой и геодинамикой
Глава
АФТЕРШОКИ ЯДЕРНЫХ И КРУПНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ВЗРЬШОВ
3. Индуцированные геодинамические явления.
Афтершоки
3.1. Релаксация окружающих горных пород после ПЯВ
3.1.2. Экспериментальные результаты и постановка проблемы 70Ц3.1.3. Физическая модель и обсуждение результатов
3.1.^. Механизм и пространственные характеристики
релаксации среды после ПЯВ
3.2. Релаксация в горных породах после крупных
химических взрывов
3.2.1. Изучение аккумулированного воздействия
многократных нагрузок взрывом на горный массив
Глава 4
КИНЕТИКА ПРОЦЕССОВ ПОДГОТОВКИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ И ГОРНЫХ УДАРОВ.
ТОНКАЯ СТРУКТУРА СЕЙСМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
4.1. Общие сведения
4.1.1. Горные удары
4.1.2. Факторы индуцированной сейсмичности

Глава 2 ЛАБОРАТОРНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ КИНЕТИКИ РАЗРУШЕНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД. ДИНАМИКА И СКЕЙЛИНГ
2.1. Кинетический подход и роль лабораторных экспериментов в изучении механизма релаксации горных пород
Динамические эффекты в горных породах являются результатом: 1) развития деформации и процесса разрушения; 2) локализации этих процессов в пространстве; и 3) концентрации упругой энергии в областях, где релаксация затруднена. Потеря стабильности в таком центре разрушения сопровождается быстрым высвобождением накопленной упругой энергии, и генерацией упругих импульсов или волн, обладающих разрушительной силой.
Целью проведения лабораторных экспериментов, рассматриваемых в настоящей работе, являлось изучение кинетики и механизма разрушения горных пород под нагрузкой, а также моделирование и исследование процессов релаксации горных пород при землетрясениях, горных ударах и крупных взрывах. Особое место здесь занимают эксперименты по моделированию индуцированных сейсмических и геодинамических событий.
Для исследований были выбраны разновидности мрамора, песчаника и гранита, достаточно полно представляющие различные типы горных пород и отличающиеся склонностью к хрупкому разрушению.
Наиболее общие закономерности деформирования ■ и