Дан анализ мирового опыта изучения эффектов памяти в горных породах. Основное внимание уделено результатам проведенных в последние годы исследований акустоэмиесионного эффекта памяти. Описана его трехмерная теоретическая модель, на основе которой установлены закономерности формирования и проявления памяти при трехосном нагружении образцов и воздействии помеховых факторов различной физической природы. С привлечением метода разрыва смешений изучены особенности эффекта на базе модели, учитывающей взаимодействие трещин и неоднородное дискретное строение геоматериалов. Представлены результаты экспериментальных исследований акустоэмиссионного эффекта памяти в пластичных и хрупких породах с использованием различных схем и режимов нагружения. Рассмотрены методические вопросы практического использования эффектов памяти для решения задач геоконтроля. br/Для научных и инженерно-технических работников, специализирующихся в области геомеханики и геофизики, может быть полезна студентам вузов и аспирантам.br/

  Литрес - 399 руб.

Введение......5 Глава 1. Общая характеристика эффектов памяти в горных породах......9 1.1. Сущность эффектов памяти и их основные закономерности......11 1.2. Принципиальные возможности и проблемы практического использования эффектов памяти горных пород о механических напряжениях......92 1.3. Характеристика предшествующих исследований в области теоретических моделей и численного моделирования эффектов памяти в горных породах......96 Глава 2. Трехмерные теоретические модели формирования памяти о механических напряжениях в хрупких н пластичных горных породах ..........105 2.1. Анализ механизмов и моделей трещинообразования в хрупких породах......107 2.2. Трехмерная теоретическая модель трещинообразования и формирования памяти в породах с нулевым коэффициентом трения между берегами трещин......114 2.3. Трехмерная теоретическая модель трещинообразования и формирования памяти в породах с ненулевым коэффициентом трения между берегами трещин......121 2.4. Теоретическое исследование влияния промежуточного главного напряжения сь на возобновление роста изолированной трещины при последующем одноосном нагружении......128 2.5. Объяснение закономерностей влияния помеховых факторов на сохранность памяти о механических напряжениях......132 2.6. Ограничения модели......136 2.7. Теоретический анализ формирования памяти в пластичной горной породе в отсутствие роста трещин......141 Глава 3. Численное моделирование формирования памяти о механических напряжениях в условиях сложного нагружения......147 3.1. Постановка компьютерных экспериментов......150 3.2. Трехмерное моделирование формирования и проявления памяти в породах с нулевым трением между берегами трещин......153 3.3. Трехмерное моделирование формирования и проявления памяти в породах с ненулевым трением между берегами трещин......170 3.4. Устойчивость результатов моделирования......194 Глава 4. Экспериментальное исследование эффектов памяти в пластичных горных породах при различных режимах нагружения......197 4.1. Краткое описание образцов каменной соли......200 4.2. Описание измерительного комплекса для исследования эффектов памяти в каменной соли......201 4.3. Исследование эффектов памяти в каменной соли при циклическом одноосном нагружении с увеличением или уменьшением амплитуды нагрузки......204 4.4. Исследование эффектов памяти в каменной соли на различных этапах деформирования......217 4.5. Исследование возможности формирования памяти при гидростатическом нагружении каменной соли......228 4.6. Исследование памяти каменной соли о трехосном осесимметричном негидростатическом напряженном состоянии......234 4.7. Исследование эффектов памяти в каменной соли в опытах с релаксацией напряжений......248 4.8. Исследование формирования памяти в каменной соли в условиях ползучести......258 4.9. Исследование влияния фактора времени на сохранность памяти в каменной соли......261 4.10. Краткое описание образцов глины Боом......265 4.11. Описание измерительного комплекса для исследования эффектов памяти в глине......267 4.12. Постановка и результаты экспериментов по исследованию АЭ и эффекта Кайзера в глине......269 4.13. Обсуждение результатов экспериментов по исследованию АЭ и эффекта Кайзера в глине......278 Глава 5. Экспериментальное исследование эффектов памяти при нагружении хрупкой горной породы......281 5.1. Краткое описание образцов известняка Суани......285 5.2. Исследование акустической эмиссии при монотонном нагружении дискообразных образцов вдоль диаметра (один цикл)......287 5.3. Эффект Кайзера при циклическом нагружении известняка Суани «бразильским» методом и в режиме одноосного сжатия......301 5.4. Исследование влияния времени и увлажнения в промежутке между циклами нагружения на эффект Кайзера......308 5.5. Исследование влияния соотношения скоростей нагружения в последовательных циклах на проявление эффекта Кайзера......318 5.6. Исследование влияния изменения направлений главных осей тензора напряжений в последовательных циклах на проявление эффекта Кайзера......328 5.7. Исследование закономерностей АЭ при одноосном нагружении призматических образцов
выпиленных из предварительно нагруженных дисков......348 Глава 6. Моделирование трещинообразования при циклическом нагружении горных пород методом разрыва смещений с использованием программного пакета DIGS......355 6.1. Вводные замечания......357 6.2. Основные идеи метода разрыва смещений......359 6.3. Моделирование эффекта памяти при циклическом одноосном сжатии образцов горных пород......365 6.4. Моделирование эффектов памяти при нагружении по схеме Кармана......371 6.5. Моделирование эффектов памяти при диаметральном нагружении дискообразных образцов......378 6.6. Моделирование микротрещинообразования и эффектов памяти при циклическом диаметральном нагружении дискообразных образцов с поворотом между циклами......383 Глава 7. Возможности применения эффектов памяти при решении задач геоконтроля......391 7.1. Методики оценки вида напряженного состояния
направлений и величин главных напряжений в массиве горных пород на основе эффектов памяти в извлеченных из массива образцах......394 7.2. Установление
обоснование и анализ взаимосвязи между эффектами памяти и предвестниками геодинамических явлений в земной коре......410 7.3. Исследование структурных свойств горных пород с использованием эффектов памяти о механических напряжениях......421 Заключение......426 Список литературы......433