ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА СКОРОСТЬ ДЕФОРМАЦИИ И ДЕФЕКТООБРАЗОВАНИЕ В НАГРУЖЕННЫХ ОБРАЗЦАХ ГОРНЫХ ПОРОД (по материалам кандидатской диссертации)

Тема диссертационной работы связана с актуальной проблемой геофизики – разработкой моделей триггерного воздействия электромагнитных (ЭМ) полей на протекание деформационных процессов в земной коре. В настоящее время уже установлено влияние электромагнитного поля, создаваемого мощными источниками, на кратковременный прирост сейсмичности. В лабораторных экспериментах на образцах горных пород обнаружено увеличение активности акустической эмиссии под влиянием ЭМ полей. На следующем этапе исследования представляется важным определить регулярные (непрерывные во времени) характеристики реакции среды на внешние ЭМ воздействия в дополнение к изменениям в потоке дискретных сигналов: акустической эмиссии и сейсмичности. Цель настоящей работы «Установить закономерности влияния электромагнитных полей на скорость деформации и дефектообразование в нагруженных образцах мрамора и гранита, выявить новые характеристики деформационных процессов в присутствии внешних полей на основе усовершенствованной системы измерений деформации и акустической эмиссии».

Работа выполнена в лаборатории моделирования энергонасыщенных сред Научной станции РАН в г. Бишкеке. В экспериментах по испытанию образцов мрамора и гранита на одноосное сжатие в присутствии электромагнитных полей использована система непрерывных измерений трех компонент деформации, главной (осевой) нагрузки и акустической эмиссии.

Основной результат исследования: показано прямым методом измерения деформаций, что под влиянием комбинированного воздействия электрического и магнитного полей происходят изменения скоростей продольной и поперечных деформаций образцов мрамора. Эти изменения могут синхронно сопровождаться приростами активности акустической эмиссии. При нагрузках, близких к разрушению, электромагнитное воздействие может оказывать существенное влияние на изменение угловых коэффициентов графиков энергетического распределения сигналов акустической эмисии (b-value). Впервые выявлено пространственное перераспределение очагов акустической эмиссии при воздействии импульсов электрического поля на образцы гранита, испытываемые на одноосное сжатие при постоянной нагрузке.

На защиту выносятся следующие научные положения:

1.   При деформировании образцов мрамора в режиме одноосного сжатия с постоянной скоростью роста нагрузки происходит увеличение скорости продольной деформации под воздействием электрического и магнитного полей, направленных перпендикулярно друг другу и оси сжатия.

2.   Увеличение скорости продольной деформации образцов мрамора естественной влажности, вызванное воздействием комбинированных электрического и магнитного полей при нагрузках выше 0.7 от напряжения разрушения, в типичных случаях составляет 1.5-2 раза и в большинстве случаев происходит синхронно с приростом активности акустической эмиссии.

3.   Для водонасыщенных образцов мрамора, находящихся в состоянии одноосного сжатия при напряжениях выше 0.5 от напряжения разрушения, воздействие комбинированных электрического и магнитного полей инициирует, как правило, синхронное увеличение скорости продольной деформации и активности акустической эмиссии.

4.   Для образцов гранита, находящихся в состоянии одноосного сжатия при околоразрушающих нагрузках в период увеличения активности акустической эмиссии, вызванном воздействием электрического поля, происходит заметное уменьшение углового коэффициента (b-value) графиков энергетического распределения сигналов АЭ.

Возврат к списку