Отчет о научно-исследовательской работе "Влияние динамической механической нагрузки на взаимосвязь между изменениями прочности и акустической добротности образцов горных пород" (заключительный)

Проведен обзор работ, посвященных взаимосвязям между акустической добротностью и прочностью горных пород при различных скоростях нагружения. Выявлено, что при динамических нагрузках эти взаимосвязи исследованы недостаточно. Разработана экспериментальная установка, выполненная на базе разрезных стержней Гопкинсона, для изучения взаимосвязи акустических и механических свойств горных пород при импульсных динамических нагружениях. Проведено компьютерное моделирование и представлены результаты прохождения волны сжатия через стержни, изготовленные из горных пород. Выполнена оценка увеличения длительности ударного импульса и уменьшения его амплитуды при распространении через нагружной стержень и образец горной породы. Проведены тестовые испытания экспериментальной установки, лабораторные исследования прочности мраморизованного известняка на образцах месторождения Перевальное Республики Дагестан при квазистатическом и динамическом нагружении. Получены зависимости изменения прочности от количества силовых воздействий в виде циклической нагрузки - разгрузки и удара. Установлены зависимости между акустической добротностью и прочностью для обоих видов нагружения. Указанные зависимости при квазистатических испытаниях аппроксимируются логарифмической функцией вида σ_ст=87,99∙ln⁡〖(Q)-96,53, МПа с коэффициентом детерминации R²=0,99, а при динамических - экспоненциальной σ_дин=30,56∙e^(0,11∙Q), МПа с коэффициентом детерминации R²=0,84. В квазистатических испытаниях при увеличении количества воздействий отмечается немонотонный характер изменения как прочности, так и акустической добротности. Зависимости, полученные при динамических испытаниях, демонстрируют уменьшение обеих величин при увеличении количества ударов.