Физика сейсмического процесса: лабораторные эксперименты, полевая верификация, петрофизический анализ

Цель исследований – выявление закономерностей и физических механизмов развития неустойчивости горных пород на различных масштабах применительно к проблемам физики сейсмического процесса, развитие методик лабораторного моделирования сейсмических режимов, методов петрофизического анализа пород и методов, основанных на анализе наземных и спутниковых данных. Актуальность предложенной тематики определяется необходимостью развития фундаментальных основ и методов геофизических исследований для более глубокого понимания физики процессов, ведущих к геодинамической активизации и разрушению массивов горных пород. С проблемой потери устойчивости готовящегося очага разрушения (землетрясения) связан вопрос о возможности инициации разрушения в метастабильной области относительно слабыми триггерными воздействиями искусственного или естественного происхождения и возникновении наведенной сейсмичности. Прогресс в этой области создаст физическую основу для развития новых подходов к оценке опасности внезапных проявлений сейсмичности различного генезиса и будет определять возможность решения общей задачи уменьшения экономического ущерба от воздействия сейсмических катастроф природного и техногенного характера. Будут разработаны и реализованы в экспериментах методики моделирования сейсмического режима на специализированных установках, выявлены механизмы возникновения и эволюции неустойчивости горных пород при высоких давлениях, а также при инициирующих воздействиях различной природы. Алгоритмы диагностики напряженного состояния материала по данным ультразвукового зондирования и с использованием данных акустической эмиссии. На основе оригинальных разработок ИФЗ РАН будет изготовлена 32-канальная система ультразвукового сканирования образцов горных пород. Макетирование крупных моделей тектонического разлома с регулируемым боковым усилием и изменением характеристик зоны трения. Предполагается создание современной высокопроизводительной, реконфигурируемой системы сбора данных с разнородных датчиков и управления внешним воздействием в лабораторных экспериментах по разрушению горных пород. Будет выявлена динамика и закономерности возникновения акустических кластеров при подготовке разрушения горной породы в сопоставлении с изменчивостью параметров сейсмического режима. Будут развиты инновационные методы обнаружения первичных микротрещин в горных породах и минералах. Будут развиты экспериментально и теоретически обоснованные представления о физике процессов, контролирующих динамику сейсмических режимов. Результаты проекта могут оказаться востребованными в практических задачах повышения продуктивности углеводородных коллекторов при инициации разрушения горных пород воздействиями различной физической природы, развития физических основ методов мониторинга фоновой и наведенной сейсмичности. Будут развиты и применены инновационные методы изучения различных стадий сейсмического цикла на основе спутниковых и наземных данных.