Том 18 (2015)


Экспериментальное исследование различных режимов скольжения блоков по границе раздела. Часть 2. Полевые эксперименты и феноменологическая модель явления

Г.Г. Кочарян1,2, А.А. Остапчук1, Д.В. Павлов1, В.В. Ружич3, И.В. Батухтин1,2, Е.А. Виноградов1, А.М. Камай2, В.К. Марков1

1Институт динамики геосфер РАН, Москва, 119334, Россия
2Московский физико-технический институт (ГУ), Москва, 117303, Россия
3Институт земной коры СО РАН, Иркутск, 664033, Россия

 

УДК 539.3 + 550.3 + 551.24

Представлены результаты натурных экспериментов, в которых исследовались различные режимы гравитационного соскальзывания блока по естественной поверхности разлома. Использование в качестве заполнителя межблокового контакта различных материалов позволило реализовать весь спектр деформационных событий. Последние можно условно разделить на три группы: ускоренный крип, медленные подвижки, динамический срыв. В экспериментах показано, что тип деформационных событий, которые могут быть реализованы, определяется как структурными параметрами межблокового контакта, так и вещественным составом его заполнителя.

Разработаны основы новой геомеханической модели возникновения динамических событий разного типа. В основе модели лежит представление о том, что в процессе сдвигового деформирования субнормально к берегам трещины образуются «контактные пятна» - кластеры силовых мезоструктур, эволюция которых определяет режим деформирования. Пространственная конфигурация «контактных пятен» сохраняется на протяжении всего цикла «нагружение - срыв» и перестраивается в результате динамического события. Разрушенные силовые мезоструктуры способны замещаться аналогичными образованиями под влиянием сил межгранулярного взаимодействия, когда внешнее воздействие будет полностью скомпенсировано. До тех пор пока «контактные пятна» разрушены не полностью, динамика деформационного процесса определяется их реологией. При деформировании трещины, заполненной неоднородным материалом, миграция «контактных пятен» приводит не только к изменению параметров деформирования, но и к трансформации самого режима вследствие изменения реологии локальных участков межблокового контакта.

С использованием фрактального анализа установлено, что для зарождения динамических срывов необходимо формирование пространственно-структурированных «контактных пятен», характеризующихся малой фрактальной размерностью; а события медленного скольжения могут существовать лишь в определенной параметрической области, названной нами «купол медленных событий». Установлено, что вероятность формирования медленных подвижек выше на участках разломов, характеризующихся максимальными значениями фрактальной размерности: в окончаниях разломов, в зонах их ветвления и взаимного пересечения.

 


стр. 75 – 85

Образец цитирования:
Г.Г. Кочарян, А.А. Остапчук, Д.В. Павлов, В.В. Ружич, И.В. Батухтин, Е.А. Виноградов, А.М. Камай, В.К. Марков  Экспериментальное исследование различных режимов скольжения блоков по границе раздела. Часть 2. Полевые эксперименты и феноменологическая модель явления // Физ. мезомех. - 2015. - Т. 18. - № 6. - С. 75-85


вернуться