Исследование характеристик эмиссионных физических полей (акустической эмиссии, теплового, макро- и микродеформационного) при комбинированном статическом и динамическом воздействиях на напряженный массив горных пород, сплошной и имеющий технологические полости, методами физического моделирования

Ключевой задачей предлагаемого проекта является определение зависимостей параметров физических полей от энергетического уровня напряжений в массивах горных пород. Методами физического моделирования при статических и динамических воздействиях на модели регистрируются протекающие в них физические процессы, находятся взаимосвязи между параметрами отдельных физических полей, определяются связи этих параметров с энергетическими уровнями воздействий.Эксперименты по физическому моделированию проводятся на стендах Центра коллективного пользования Института горного дела СО РАН. Многофункциональный измерительный стенд включает в себя программно-управляемый пресс INSTRON 8802 и комплект измерительного оборудования, реализующий различные методы и подходы при исследовании физических полей:- метод акустической эмиссии;- метод цифровой корреляции для сбора и анализа спекл-изображений при изучении эволюций полей микроперемещения и микродеформаций;- регистрация поля деформаций и смещений по поверхности модели;- регистрация изменения температурного (теплового) поля тепловизором;- быстродействующая видеорегистрация видеокамерами. Измерительные приборы работают синхронно, что позволяет связать информацию в единую временную шкалу. Такой мощный в функциональном отношении стенд для проведения физического моделирования и синхронной регистрации широкого спектра физических полей построен впервые в ИГД СО РАН. Эксперименты проводятся на сплошных моделях и на моделях с полостью, имитирующих горную выработку, скважины большого и малого диаметров. При этом определяются деформация их контуров от нагрузок, действующих на модель, определяются критические параметры физических полей, генерируемых от действия деформационно-волновых процессов.Для создания нарушения сплошности используется метод направленного флюидоразрыва, при этом методом спекл-изображений регистрируется влияние внутренних деформационных процессов на состояние граней модели. Также регистрируются поле акустической эмиссии, изменение температурного поля.Продолжение экспериментов по исследованию аномально низкого трения (грант РФФИ № 99-05-64637) позволит определить зависимости изменения температурного поля в приконтактных слоях двигающихся блоков, а также полей микродеформаций и микросмещений от статических и динамических воздействий.Физическое моделирование в рамках выполнения заявляемого проекта позволит выявить закономерности проявления физических полей, взаимосвязь между ними, и основное – получить зависимости между напряжениями, действующими на модель и характеристиками макро-, микродеформационных процессов, параметрами акустического и температурного полей. В конечном итоге это даст возможность оценивать напряженно-деформированное состояние массивов горных пород по регистрации и анализу параметров физических полей, а значит, в значительной степени совершенствовать процесс прогнозирования и уменьшения рисков от природных и техногенных катастрофических событий