Разрушение горных пород можно предсказать

Россия

• Горная порода

Специалисты из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе Российской академии наук и Института механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук установили, что деформация горных пород идет в несколько этапов, которые можно оценить и тем самым определить вероятность их разрушения. Каждый из этих этапов отличается характером накапливающихся дефектов. Отслеживая их, можно определить, когда будет достигнут критический предел, за которым последует обрушение. Статья с материалами исследования опубликована в журнале Interpretation.

Как пояснил один из авторов статьи, Дмитрий Корост, вначале нарушения образуются случайным образом и их размеры обусловлены основной структурной единицей породы, например, зерном у гранита. Потом начинают появляться дефекты, размеры которых выходят за рамки типичных структурных единиц. Первые и вторые начинают взаимодействовать между собой в результате чего образуются критические дефекты, способные к дальнейшему самостоятельному увеличению. Последующая эволюция критических дефектов ведет к разрушению образца.

Стадии разрушения пород исследователи изучали, фиксируя распределение энергии сигналов и используя методы акустической эмиссии и рентгеновской компьютерной томографии. Появляющиеся в материале дефекты порождают отраженную волну, которую принимают приборы. Разные стадии разрушения пород описываются различными функциями - первая - экспонентой, вторая - степенной. Таким образом, стадия накопления дефектов становится вполне зримой.

Выявление исследователями критериев оценки состояния пород дает возможность оценить как состояние всего горного массива, так и выявить отдельные проблемные участки, где накапливающиеся дефекты могут вести к их обрушению. Разработанный метод можно использовать на горных предприятиях для оценки состояния пластов, при прогнозировании землетрясений, для оценки состояния технических конструкций, работающих под нагрузкой.

Вера Максимова, 09.08.2017 14:10