Аннотация
На основе экспериментальных исследований, проведенных авторами, и анализа литературных источников проведена оценка склонности горных пород к хрупкому разрушению. Методика экспериментов включала установку исследуемых образцов между плитами пресса «Instron-1» и одноосное их нагружение до разрушения. При этом осуществлялась реги- страция нагрузки, сигналов электромагнитного излучения и тока, возникающего в образце в результате возникновения электрических зарядов на бортах движущейся трещины. В экспериментах было исследовано свыше 70 образцов горных пород, среди них – гранит, известняк, мрамор, песчаник, кварцевый сиенит, туф, мраморизованный известняк, эпидот-гранатовый скарн, сиениты и другие, которые изготавливались прямоугольной и цилиндрической формы высотой от 0,06 до 0,17 м и поперечным размером 0,03…0,06 м. При исследовании процесса разрушения горных пород в лабораторных условиях была произведена оценка величин излучаемой электромагнитной энергии при трещинообразовании различных по составу и свойствам образцов горных пород. Оказалось, что наибольший уровень электромагнитной энергии соответствует разрушению хрупких горных пород (кварциты, кварцевые сиениты), а наименьший – пластичных (мраморизованный известняк). В качестве критерия оценки склонности горных пород к хрупкому разрушению предложено использовать уровень поверхностной плотности энергии сигналов электромагнитного излучения, возникающего при образовании трещин в горных породах. Показано, что чем более горная порода склонна к хрупкому разрушению, тем больший уровень поверхностной плотности энергии регистрируется при образовании трещин.
Ключевые слова: хрупкое разрушение, горная порода, электромагнитное излучение гор-
ных пород, трещинообразование, критерий разрушения
Список литературы
1. Воробьев А.А., Завадовская Е.К., Сальников В.Н. Изменение электропроводимости и радиоизлучения горных пород и минералов при физико-химических процессах в них. Доклады АН СССР, 1975, т. 220, № 1, с. 82–85. 2. Поиск электромагнитных предвестников землетрясений / под ред. М.Б. Гохберга. М. : ИФЗ АН СССР, 1988, 243 с. 3. Хатиашвили Н.Г., Перельман М.Е. Генерация электромагнитного излучения при колебаниях двойных электрических слоев и его проявления при землетрясениях. Доклады АН СССР, 1983, т. 211, № 1, с. 80–83. 4. Гохберг М.Б., Моргунов В.А., Похотелов О.А. Сейсмоэлектромагнитные явления. М.: Наука, 1988, 175 с. 5. Головин Ю.И., Шибков А.А. Быстропротекающие электрические процессы в пла стически деформируемых щелочно-галоидных кристаллах. Физика твердого тела, 1987, т. 28, вып. 11, с. 3492–3499. 6. Гершензон Н.И., Зилпимиани Д.О., Манджгаладзе П.В., Похотелов О.А., Че- лидзе З.Т. Электромагнитное излучение вершины трещины при разрушении ионных кристаллов. Доклады АН СССР, 1986, т. 228, № 1, с. 75–78. 7. Ogawa T. Analysis of Measurement techniques of electric fields and currents in the atmosphere. Kyoto. Contributions Geophusical Institute. Kyoto University, 1973, no. 13, рр. 111–137. 8. Боровиков А.К., Риттер Ю.А. Влияние НДС на спектры электромагнитного излучения пьезокомпозитов. Процессы электропереноса и электрофизика неоднородных тел. 8 Всесоюзный симпозиум по механоэмиссии и механохимии твердых тел. Сб. докл., ч. 1. Таллинн: ТГУ, 1986, с. 100–104. 9. Садовский М.А., Соболев Г.А., Мигунов М.И. Изменение естественного излучения радиоволн при сильном землетрясении в Карпатах. Доклады АН СССР, 1979, т. 224, № 2, с. 316–319. 10. Гор А.Ю., Куксенко В.С., Томилин Н.Г. Фролов Д.И. Концентрационный порог разрушения и прогноз горных ударов. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1989, № 3, с. 54–60. 11. Колпакова Л.А. Кинетика и оценка параметров электромагнитного излучения при изменении напряженного состояния горных пород: автореф. дис. … канд. техн. наук: 25.00.20. Защищена 12.05.88; утв. 08.10.88. Новосибирск, 1988, 19 с. 12. Егоров П.В., Иванов В.В., Колпакова Л.А. О некоторых закономерностях импульсного электромагнитного излучения щелочно-галоидных кристаллов и горных пород. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1988, № 1, с. 67–70. 13. Яковицкая Г.Е. Метод электромагнитного излучения для диагностики, контроля и прогноза горных ударов и микроземлетрясений в массивах горных пород. Saarbrucken, Germany: Lambert Academic Publishing, 2011, 423 с.
