Структурные условия формирования и развития очага разрушения в гетерогенных материалах

Рустамова, Манзура Зохировна

Структурные условия формирования и развития очага разрушения в гетерогенных материалах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Рустамова, Манзура Зохировна АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Душанбе МЕСТО ЗАЩИТЫ

2010 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Структурные условия формирования и развития очага разрушения в гетерогенных материалах»

Автореферат диссертации на тему "Структурные условия формирования и развития очага разрушения в гетерогенных материалах"

На правах рукописи

ии34Э4621 Рустамова Манзура Зохировна

СТРУКТУРНЫЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ОЧАГА РАЗРУШЕНИЯ В ГЕТЕРОГЕННЫХ МАТЕРИАЛАХ

Специальность 01.04.07 - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Душанбе -2010

2 5 Мдр 2010

003494621

Работа выполнена в Худжандском государственном университете им. Б. Гафурова и Физико-техническом институте им. А.Ф.Иоффе Российской академии наук.

Научные руководители: доктор физико-математических наук,

профессор Куксенко B.C.; доктор технических наук, профессор Султонов У.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Менжулин М.Г.; доктор физико-математических наук, профессор Шерматов Д.

Ведущая организация:Институт сейсмостойкого строительства

и сейсмологии академии наук Республики Таджикистан

Защита состоится 18 'февраля 2010 г. в 10 часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ73 7.004.04 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Таджикском национальном университете по адресу: 734025, Республика Таджикистан, г. Душанбе, проспект Рудаки, 17, факс (992-372) 221-77-11. Зал заседаний Ученого совета ТНУ.

Отзывы направлять , по адресу: 734025, Республика Таджикистан, г. Душанбе, проспект Рудаки, 17, ТНУ, диссертационный совет ДМ 737.004.04, e-mail: tgnu@mail.tj.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ТНУ.

Автореферат разослан «

2010г.

Ученый секретарь объединенного

диссертационного совета ДМ 737.004.04 ¿> у

кандидат физ.-мат. наук, доцент ——^^^^^^^Табаров С.Х.

Общая характеристика работы

Актуальпость. Актуальность исследовании процессов разрушения сложных композитных материалов обусловлена тем обстоятельством, что до настоящего времени ни одна из задач прогноза горных ударов,: крупномасштабных обвалов и землетрясений, связанных с~ достоверным предсказанием места, энергии и момента возникновения йе может считаться до конца решенной. Такое положение объясняется, прежде всего, недостатком физических представлений о природе и особенностях развития процесса разрушения горньгх пород, сложностью структуры, неоднородностью состава, масштабами исследуемых объектов и необходимостью проведения многоплановых исследований процессов разрушения разнообразных природных материалов, условий формирования и развития очага разрушения и ркфаботки минералогических аспектов этих проблем.

До настоящего времени остаются малоизученными структурные условия формирования и развития очага разрушения и минералогические аспекты процесса разрушения горных пород. Эти аспекты являются интересными сами по себе, а их понимание необходимо для правильного выбора моделей и корректной оценки параметров носителей реальных процессов разрушения твердых материалов земной коры.

Следует полагать, что систематическое исследование отмеченных вопросов и задач позволит выявить основные условия возникновения и развития очагов разрушения и установить их зависимость от структурных пересгроек в природных материалах Эти исследования помогут также объяснить иерархию размеров струкгурных элементов горных пород на различных масштабных уровнях, начиная от микроскопических зерен до крупномасштабных блоков земной коры, и внести определенный вклад в познание физических процессов разрушения горных пород.

Цель диссертационной работы. Выполнить систематические исследования и получить новую и достоверную информацию о процессах формирования и развйтия очага разрушения в материалах горных пород. Подобней исследбвания могут служить физической основой для прогнозированйй' разрушения сложных гетерогенных систем разной природы и на различных масштабных уровнях. Дпя достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

• с позиций термофлуктуационной теории исследовать кйнетику

накопления трещин в горных породах;

• изучить влияние структуры и минералогического состава природных материалов на формирование и развитие очагов разрушения с учетом их геометрических параметров и влияния слабых возмущений на развитие очага разрушения;

• методом акустической эмиссии (АЭ) исследовать образцы из стали, сильно отличающихся по своим геометрическим параметрам и выявить в них опасные очаги разрушения.

• разработать методику оценки максимально возможной энергии горных . ударов по результатам анализа сейсмических процессов на примере Североуральского бокситового рудника (СУБР).

Научная новнзна.

1. Показано, что для гетерогенных материалов скорость накопления трещин при действии постоянной нагрузки линейна в двойных логарифмических координатах и не описывается кривой первого порядка, характерной для монодисперсных материалов.

2. Установлено, что очаг разрушения в природных гетерогенных материалах не является отдельной магистральной трещиной, а представляет собой некое объемное образование, направленность которого определяется напряженным состоянием образца.

3. Установлено, что в образцах гранита происходит дробление структуры, крупные зерна распадаются, в результате чего составляющие структуры в очаге разрушения приобретают некие характерные размеры.

4. Показано, что метод АЭ является весьма эффективным средством контроля процессов разрушения твердых тел на различных масштабных уровнях, способен выявлять опасные очаги разрушения и оценивать время до катастрофического разрушения объекта.

5. Предложен комплекс информативных прогностических характеристик, обладающих необходимой чувствительностью к появлению предвестниковой аномалии подготовки горных ударов.

6. Разработана методика оценки максимально возможной энергии

. горных ударов и получены ее количественные оценки для

шахтных полей Североуральского бокситового рудника.

Научная и практическая значимость. Впервые проведены детальные исследования процессов формирования и развития очага разрушения гетерогенных горных пород, позволившие разработать физические основы достоверного прогнозирования макроскопического разрушения горных массивов, подземных сооружений и рудников.

Практическая значимость работы заключается в предложенных критериях прогнозирования горных ударов, которые несомненно, могут быть использованы и для других крупномасштабных природных объектов и технических сооружений. Защищаемые положения:

1. Механизм появления и развития очага разрушения в гетерогенных образцах мрамора, гранита, диабаза и других горных пород.

2. Зависимость процессов зарождения и развития микротрещин при деформации образцов от его минералогического состава и структурных особенностей.

3. Обоснование применимости метода АЭ для контроля процессов формирования и развития очага разрушения на различных масштабных уровнях.

4. Метод оценки максимально возможной энергии горных ударов и получение ее количественных оценок для шахтных полей СУБР-а.

Апробации работы. Основные результаты работы докладывались на республиканских и международных конференциях: Международная конференция, посвященная 80-летию МОРТ. Душанбе, 2004 г; Республиканская научно-практическая конференция «Из недр земли до горных вершин». Чкаловск, 25 апреля 2007 г; IV-я Евразийская научно-практическая конференция «Прочность неоднородных структур», 8-10 апреля 2008 г., г. Москва, МИСиС; Международная конференция по актуальным проблемам прочности, Нижний Новгород, июль 2008 г.

Работа выполнена на кафедре общей физики и физики твердого тела Худжандского государственного университета им. академика Б. Гафурова и в Отделе физики прочности ФТИ им. А.Ф. Иоффе Российской АН (г. Санкт-Петербург).

Вся экспериментальная работа, обработка и интерпретация полученных результатов, оформление публикаций по материалам исследования проведены лично соискателем.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы

представлено в 7 научных публикациях, из которых 2 статьи опубликованы в научных изданиях, входящих в Перечень ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитированной литературы и приложения. Объем диссертации составляет 134 страницы компьютерного набора и включает в себя 8 таблиц и 44 рисунка. Список цитированной литературы составляет 163 наименований.

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи диссертации, показана научная новизна и практическая значимость полученных результатов, приведены положения, выносимые на защиту.

В первой главе дан краткий обзор современных представлений о процессах разрушения природных гетерогенных материалов. Приведены работы по кинетике процесса разрушения твердых тел. Обсуждаются структурные особенности горных пород, дефекты и неоднородности природных гетерогенных материалов, их роль в процессах образования и развития очага разрушения. Приводится обзор работ, в которых закономерности образования микротрещин на реальных и модельных объектах исследуются прямыми физическими методами, в частности методом акустической эмиссии (АЭ).

Обсуждаются работы по влиянию слабых возмущений на развитие процессов разрушения. Рассматриваются статистические методы анализа процессов накопления и укрупнения микротрещин вплоть до критической ситуации. Обсуждаются существующие модели подготовки землетрясений и сейсмические предвестники крупномасштабных разрушений горных пород.

Во второй главе впервые приведены результаты петрографического анализа горных пород с учетом их минералогического состава.

Исследования проводились с целью ; установления .связи контролируемого в экспериментах изменения структуры и объема пустотного (норового) пространства образцов под действием приложенного напряжения с физико-механическими свойствами пород. .

В качестве объектов исследования были выбраны три разновидности горных пород: мрамор (Чичканского месторождения), гранит (Кыргаволгинского месторождения) и песчаник

(Джергаланского месторождения).

Для исследования микроструктурных нарушений в образцах мрамора использовались метод оптической микроскопии с подсчетом

параметров трещин в шлифах (метод ВНИГРИ) и автоматический количественный анализ структурно-текстурных характеристик с помощью устройства «Квантимет-720», а также метод АЭ.

Эксперименты проводились при одноосносжимающих нагрузках, кроме того, при объемном сжатии на образцах мрамора в камере высокого давления при боковых наг рузках 02 = ал = 1, 3, 5, 10 МПа.

Из предварительных испытаний были определены характерные точки, при достижении которых образцы разгружались и извлекались для нанесения шлифов и аншлифов. На рис.1 приведены схема иагружения (а) и кривая деформации (б) образцов мрамора. Здесь 0| -главная ось иагружения, а2 - 03 боковые давления, 8 — величина деформации.

Первый этап иагружения (на рис.1, б) соответствует примерно 80-85% от разрушающей нагрузки при боковых значениях давлений о2 - 03 =1,3, 5, 10 МПа. Второй этап иагружения соответствует 90 100% от разрывного напряжения оР, т.е. когда порода находится на пределе прочности (при тех же о? = а3 =1, 3, 5, 10 МПа). Третий этап соответствует запредельной области при тех же боковых давлениях.

Рис.1. Схема иагружения и кривая деформации образцов мрамора

На первом этапе деформирования образуются в основном минеральные трещины (трещины I генерации), при дальнейшем повышении нагрузки появляются минеральные трещины, которые по своей морфологии являются трещинами скалывания (трещины И генерации). Появление открытых трещин (III генерация) наблюдается уже на 1-11 стадиях деформирования. Эти трещины расположены параллельно и под углом 40-45° к главной оси иагружения (о().

Увеличение нагрузки О) приводит к увеличению числа локально

нарушенных участков (большое количество сколовых микротрещин) и перестройке структурного облика породы, выраженной в изменении контактов и грануляции зерен кальцита. Повышение бокового давления до 10 МПа уменьшает дилатансию горных пород. При этом в образцах выявлены остаточные деформации, выраженные в виде трансляций пластического скольжения, двойникования, что и приводит породу (мрамор) к вязкому типу разрушения. С увеличением бокового давления число акустических сигналов на II этане деформирования уменьшается, а на III этапе, т.е. в запредельной области, начинает увеличиваться.

Анализ аншлифов на микроскопе показал, что в процессе деформирования увеличивается количество трещин сдвига, растут зоны дробления (грануляции) с образованием тонкозернистого пелитоморфного материала, увеличиваются зоны скольжения. Все это происходит вследствие неоднородности поля напряжения в образцах.

В третьей главе приведены результаты исследования кинетики образования и развития микроскопических трещин в образцах из горных пород и на модельных объектах из композитных материалов при разных режимах нагружения, выполненные методом акустической эмиссии АЭ.

При первом режиме нагружения на образец практически мгновенно подавалась нагрузка, которая оставалась неизменной в течение всего эксперимента, как правило, до момента макроразрушения (см. рис. 2).

40 80

Рис. 2. Накопление трещин в диабазе при одноосном сжатии с постоянной нагрузкой: 1 - а = ]00МПа ; 2 - а = 200МПа

Из рис. 2 видно, что при этом режиме нагружения кривая накопления трещин имеет затухающий характер, что связано с исчерпанием со времением наиболее слабых микроучастков.

При втором режиме нагрузка на образец возрастала с постоянной скоростью. Результаты этих исследований приведены на рис. 3 в виде зависимости с корости накопления микротрещин от величины сжимающей нагрузки. При построении этой зависимости в координатах [^Ы(сг) точки неплохо ложатся на прямую (рис. 3. кривая 2). Это означает, что скорость накопления трещин в гетерогенных материалах экспоненциально зависит от величины приложенного напряжения. Опыты также показали, что при изменении температуры испытания наклон прямой изменяется.

Рис. 3. Скорость накопления микротрещин при одноосном сжатии диабаза в режиме увеличения нагрузки с постоянной скоростью: I -в координатах ñ (а )', 2-в координатах tg ñ(o-)

Рис.4. Скорость накопление микротрещин при одноосном сжатии диабаза (а ----- ШМПа)

На рис. 4 представлены результаты опытов по изучению скорости накопления трещин во времени в образце диабаза под действием постоянной нагрузки. Как видно из рисунка, в двойных

логарифмических координатах зависимость от ^ является

линейной. Это свидетельствует о том, что скорость накопления трещин не описывается кривой первого порядка, характерной для монодисперсных материалов. Более того, это свидетельствует о влиянии гетерогенности на кинетику накопления трещин.

В четвертой главе приведены результаты исследований процессов формирования и развития очага разрушения природных гетерогенных материалов и стальных конструкций различных масштабных уровней.

На рис. 5 приведена проекция среза образца гранита подвергнутого нагружению. Видно появление локализованного очага разрушения, выявленного локацией акустических импульсов, сопровождающихся образованием микротрещин. На этой стадии образец был разгружен.

Рис. 5. Проекция очага разрушения на определенной стадии деформирования образца гранита

Из рисунка 5 видно, что очаг представляет собой не единую трещину, а является объемным образованием. Это позволяет предположить, что очаг разрушения является следствием не только образования микротрещин, но и структурных перестроек в материале.

Методами оптической микроскопии на. шлифах и интегральным методом на устройстве «Квантимет-720» были детально проанализированы изменения в зернистой структуре образцов, подвергавшихся испытаниям. Исследование изменения структуры мелкозернистого гранита Вестерли (в параграфе 2.2 диссертации приведена его петрографическая характеристика) проведено в камере

гидростатического сжатия под действием одноосносжимающей нагрузки при различных режимах нагружения.

На рис. 6 приведены графики распределения зерен по размерам для исходного (/) и деформированного (2) образцов гранита. Видно, что кривая для деформированного образца смещается в левую сторону, что говорит о дроблении зерен на более мелкие фракции. В основном дробятся большие зерна; размер которых превышает 0,5 мм.

/V, огн. ед. I

0.9 0.8 0.7 0.60.5 0.4 0,3 0.2 0.1

Рис.6.

1 2

Чтобы выяснить, какой именно минерал дробится больше, гистограммы строились отдельно для каждой группы минералов, составляющих гранит. Из этих гистограмм стало ясно, что основной вклад в разрушение вносят зерна наиболее хрупкого минерала -кварца. На рис. 7 приведена гистограмма распределения зерен кварца по размерам для исходного образца (У) и после его деформирования (2). Можно видеть существенные изменения в этих распределениях: максимум распределения сдвигается в сторону меньших размеров. При этом наиболее интересным является тот факт, что в результате дробления крупных зерен подавляющее большинство зерен структуры приобретают определенные характерные размеры. Это позволяет объяснить иерархию размеров структурных элементов горных пород на различных масштабных уровнях, начиная от микроскопических зерен до блоков, составляющих земную кору.

Для проверки возможности выявления опасного очага разрушения на различных масштабных уровнях были проведены исследования стальных конструкций, предельно различающихся по

Кумулятивная зависимость тела зерен от их размеров: -исходный образец гранита; -деформированный

Рис.7. Распределение зерен кварца по их размерам в исходном образце и после деформировгния

своим габаритам (лабораторный образец из стали в виде стержня; стальная труба со сварным швом; натурный образец нефтегазопровода).

Образцы из сталей марок Ст20 испытывались в лабораторных условиях при нагружении изгибом. В этих опытах измерялись общее время до разрушения и время развития очага разрушения, начало появления которого устанавливалось АЭ-спектрометром.

Особый интерес представляет применение этих критериев для реальных объектов. С этой целью были проведены исследования процесса разрушения при стендовых испытаниях участков реальных трубопроводов. Испытание проводилось на фрагменте трубопровода из стали 08Х18Н10Т, наполненном водным раствором №С1 концентрации 10 мг/кг и содержащего кольцевой сварной шов. За период времени испытаний вплоть до 11% часов активность АЭ сохранялась на постоянном уровне 19 - 21 имп./час (рис. 8). После выдержки более 1196 часов активность начинает увеличиваться и при времени испытания 1200 час. составляет величину 820 имп./час, что свидетельствует о резком возрастании скорости процесса коррозионного растрескивания.

Рис, 8. Накопление сигналов АЭ во времени гф'й испытании трубы на коррозионное растрескивание '

Следующий эксперимент был проведен на реальном фрагменте участка магистрального газопровода Торжок-Минск-Ивацевичи длиной Юм, содержащем дефекты коррозионного растрескивания глубиной до 10% от толщины стенки и протяженностью не менее

700 мм. Натурные испытания участка трубы проводились в циклическом и статическом режимах.

Испытания показали, что при циклических нагрузках трещины подрастают, и этот процесс надежно регистрируется АЭ-спектрометром. При статическом нагружении трубы до разрушения значительного роста коррозионных дефектов не наблюдается, а разрушение происходит по новым сварным швам.

На основании полученных результатов сделан вывод, что процесс накопления трещин, их развитие и активизация, приводящие к катастрофическому разрушению объектов, представляет собой развивающийся во времени процесс, который и соответствует двухстадийной модели разрушения твердых тел. Причем, этот процесс имеет одинаковый характер для образцов любого масштаба.

Таким образом, установлено, что двухстадийная модель разрушения является довольно универсальной, а прогностические признаки начала развития очаговой области могут быть применены для реальных крупногабаритных объектов. Акустоэмиссионный метод контроля разрушения оказался достаточно эффективным не только при лабораторных исследованиях, но и в случае реапьных крупномасштабных объектов.

На основе анализа закономерностей сейсмической активности шахт Североуральского бокситового рудника (СУБР-а) выполнена оценка возможности прогнозирования горных ударов, землетрясений и катастрофических разрушений горных массивов. Информационной базой для этого служил каталог сейсмических событий, зарегистрированных в шахтах СУБР-а в период 1984-1991гг.

Исходя из концентрационных представлений о разрушении твердых тел и консолидационной модели землетрясения, обоснован комплекс информативных прогностических характеристик подготовки горных ударов. Он включает в себя: концентрационный параметр (отношение среднего расстояния между гипоцентрами событий к среднему размеру образующихся разрывов), объемную концентрацию сейсмических событий, скорость изменения концентрации, средний размер разрывов сплошности и величину углового коэффициента графика повторяемости. Предложенные характеристики обладают необходимой чувствительностью к появлению предвестниковой аномалии и хорошей воспроизводимостью прогностических признаков. .

Показано, что прогностические параметры испытывают характерные изменения, приуроченные к моментам возникновения энергетически сильных событий и имеют очевидный

прогностический смысл.

Можно представить некоторую обобщенную схему возникновения сильного горного удара, в основу которой заложена консолидационная модель жесткого включения. На рис. 11 показаны обобщенные зависимости скорости деформирования ё породного массива, объема неоднородности (V), концентрации дефектов С, концентрационного параметра К и активности индуцированной

сейсмичности ( N).

_ _ ^ А ____

___ _ . 1 \ 1 V V *

_____ ______ /V X 1 <

---- 1 Ч • 1 \ I \ » Ч 1 *

1 \ 1 1 *

Рис. 9. Изменение ряда характеристик при горном ударе, согласно консолидационной модели:

с - скорость деформации, V - сейсмоактивный объем, С - концентрация событий, КП - концентрационный параметр,

N - активность

Из этой схемы вытекает, что в эволюции жесткого включения можно выделить три характерные фазы: фазу образования неоднородности или консолидации (1Нг)> фазу распада (1гЬ), которая включает акт магистрального разрыва (I3-14), и период восстановления свойств, или фазу постразрушения

Оценку максимально возможной энергии горного удара можно получить с помощью зависимостей обратного накопления числа сейсмических событий ог энергии. Эти зависимости получаются суммированием числа сейсмических событий Но энергии, но не в обычном порядке, как это принято, например, при построении функции распределения, а в обратном, начиная с наибольших

значений энергий.

Приблизительные оценки сейсмической энергии единичного акта разрушения можно получить экстраполяцией графика зависимости логарифма накопления событий от энергетического класса до пересечения с осью абсцисс (рис.12). Как видно, максимально возможные значения энергий для событий на шахте N14-14 бис не превышают 106'5 Дж, для шахтЫ N15-15 бис -108,7 Дж. Полученные оценки соответствуют значениям сейсмической энергии реально зарегистрированных наиболее сильных сейсмических событий в этих шахтах.

о1-'-1-'-■-:—I-—I--—

01234 567 6 3

1д \Л/, Дж

Рис. Ю. Оценка максимально возможной энергии горного удара I -шахта 14-14 бис; 2-шахта 15-15 бис

Таким образом, на основании всей совокупности полученных результатов можно сделать заключение, что физической основой достоверного прогноза времени, места и энергии горных ударов и землетрясений могут служить принципы кинетической теории прочности и разрушения твердых тел, наличие пространственно-временных аномалий в очаговой области и оценка всего комплекса прогностических параметров сейсмических событий. Рассмотренные характеристики обладают достаточной чувствительностью и хорошей воспроизводимостью прогностических признаков. В связи с этим следует полагать, что дальнейшее развитие и совершенствование методов исследования процессов катастрофического разрушения горных массивов и крупномасштабных технических сооружений продолжает оставаться одной из акгуальных задач физики конденсированного состояния вещества.

выводы

1. Установлено, что процесс накопления трещин, их развитие и активизация, приводящие к катастрофическому разрушению объектов, представляют собой развивающийся во времени процесс и соответствует двухстадийной модели разрушения твердых тел. Причем этот процесс имеет одинаковый характер для объектов различных масштабных уровней.

2. Показано, что очаг разрушения представляет собой не единую магистральную трещину, а является объемным образованием, направленность которого определяется напряженным состоянием образца.

3. Исследование изменения микроструктурных характеристик горных пород показало, что в очаге разрушения происходит дробление зерен структуры, в результате которого подавляющее число этих зерен в очаге разрушения приобретают определенные характерные размеры. Следует отметить, что разломы в земной коре, сопровождаемые землетрясениями, также являются объемными образованиями, а ширина разломов может достигать десятков и сотен метров. Это еще раз свидетельствует о подобии процессов разрушения на различных масштабных уровнях, причем это подобие связано не только с образованием трещин, но и с существенными структурными перестроениями.

4. Показано, что метод акустической эмиссии является высокоэффективным и информативным при исследовании процессов разрушения сложных гетерогенных материалов на различных масштабных уровнях, способным выявить опасный очаг разрушения и оценить время до катастрофического разрушения объекта.

5. Показана возможность пространственно-временного прогнозирования катастрофических разрушений технических сооружений и горных массивов на основе анализа прогностических признаков и параметров сейсмических событий.

6. Выполнена оценка максимально возможной энергии горных ударов на примере шахтных полей СУБР-а.

Список работ, опубликованных но теме диссертации

1 .Султонов, У. Двухстадийная модель разрушения гетерогенных материалов [Текст] / У. Султонов, М. Шамсиддинов, М.З. Рустамова // Ученые записки (естественные и экономические науки). - Худжанд, 2005. - №10.- С.106-113.

2.Султонов, У. Кинетика накопления микротрещин в горных породах [Текст] / У. Султонов, С.Н. Каримов, B.C. Куксенко, М.З. Рустамова // Вестник ТГУ: право, бизнес, политика. - Худжанд, 2.006,-№3-4.-С.71-79.

3.Султонов, У. Прогнозирование макроскопического разрушения горных пород [Текст] /У. Султонов, М.З. Рустамова // Из недр земли до горных вершин: Респуб. научно-практ. конф. (Чкаловск, 25 апреля 2007г.).- Чкаловск, 2007.- С. 44-52.

4.Куксенко, B.C. Акустоэмиссионный метод диагностик.» конструкций (научные основы и практика): [Текст] / B.C. Куксенко, К.Е. Нагинаев, В.Н. Савельев, М.З. Рустамова // Прочность неоднородных структур:!V Евразийская научно-практ. конф., 810 апреля 2008г.: Тез. докл.- М..-ПРОСТ, 2008. С. 177.

5.Куксенко, B.C. Физические основы прогнозирования макроскопического разрушения [Текст] /B.C. Куксенко, М.З. Рустамова // 47 Междунар. конф.: (Нижний Новгород, 15 июля 2008г.).- Актуальные проблемы прочности: Нижний Новгород, 2008г. С. 108.

6.Куксенко, B.C. Структурные изменения при деформации природных гетерогенных материалов [Текст] / B.C. Куксенко, D.A. Мансуров, У. Султонов, Х.Р. Махмудов, М.З. Рустамова// Журнал Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. -2009.- №4. - С.55-59.

7.Куксенко, B.C. Акустико-эмиссионный метод регистрации трещинообразования в реальных конструкциях [Текст] / B.C. Куксенко, К. Е. Нагииаев., В. Н. Савельев, М. 3. Рустамова // Журнал «Деформация и разрушение материалов» М.: Наука и технологии, 2009- №9.-С.45-48.

Разрешено к печати 12.01.2010. Сдано в печать 13.01.2010. Бумага офсетная. Формат 60x84 1/16. Усл. печ. лист-1.0. Печать офсетная. Заказ № 1 Тираж-100 экз. Отпечатано в типографии Таджикского национального университета. Душанбе, ул. Лахути 2.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Рустамова, Манзура Зохировна

Введение

Глава I. Современные представления о разрушении гетерогенных 12 материалов.

1.1 Кинетическая концепция прочности твердых тел, как 12 физическая основа прогнозирования макроскопического разрушения.

1.2. Структура горных пород и представления о геометрической 14 иерархии.

1.3. Представления о мезоскопических структурах и их роли в 17 процессе деформирования и разрушения.

1.4. Закономерности образования микротрещин в гетерогенных 18 материалах.

1.5. Концентрационный критерий укрупнения трещин.

1.6. Модели подготовки землетрясений и сейсмические 26 предвестники.•

Введение диссертация по физике, на тему "Структурные условия формирования и развития очага разрушения в гетерогенных материалах"

Изучение глобальных процессов разрушения земной коры и ее крупномасштабных составляющих с целью составления достоверных прогнозов горных ударов, землетрясений, техногенных катастроф, обвалов подземных сооружений и рудников, разрушения сложных технических монолитов и конструкций является одной из важнейших и актуальных проблем физики, геологии, сейсмологии и смежных областей науки и техники.

Изучению физических аспектов процессов разрушения крупномасштабных объектов посвящены многочисленные исследования, в том числе, представленные в работах [8,136,150,160,161], обзорах и монографиях [3,43,55,78].

Лабораторные исследования процессов разрушения природных . гетерогенных материалов позволяют выявить физические основы этих процессов и предложить методику прогнозирования разрушения этих объектов.

Современные физические представления о природе разрушения твердых тел, в частности, горных пород базируются на кинетическом подходе к проблеме прочности, основоположником которого является С.Н. Журков [1]. Основу кинетических представлений составляют многочисленные экспериментальные результаты, полученные для широкого круга материалов естественного и искусственного происхождения, включая металлы, горные породы и полимеры. С этих позиций в работах С.Н.Журкова рассматривается эволюция разрушения, начиная от возникновения изолированных дефектов структуры, их накопления, укрупнения, образования очага разрушения и заканчивая макроразрушением объектов.

Кинетическая концепция С.Н.Журкова открыла принципиальную возможность прогнозирования разрушения сложных композитных материалов. В работах С.Н.Журкова и В.С.Куксенко [8,49,53,56,81,125] очаг разрушения изучен более детально. В этих работах предложена двухстадийная модель разрушения, которая предполагает, что основной процесс разрушения твердых материалов связан с накоплением в них микротрещин.

В настоящее время для описания различных форм динамических проявлений горного давления, включая горные удары, используются в основном механические модели и критерии оценки удароопасности. В сейсмологических исследованиях ведущая роль в процессе разрушения горных пород отводится процессам трещинообразования. Особенно плодотворными в последнее время представляются идеи автомодельности и самоорганизации геофизической среды, получившие развитие в работах [15,16].

Сложность и неоднородность таких сред, как земная кора, горные монолиты и рудники, а также многообразие процессов и форм разрушения горных пород не позволяют считать процессы разрушения природных материалов изученными в достаточной степени.

Актуальность. Актуальность исследований процессов разрушения сложных композитных материалов обусловлена тем обстоятельством, что до настоящего времени ни одна из задач прогноза горных ударов, крупномасштабных обвалов и землетрясений, связанных с достоверным предсказанием места, энергии и момента их возникновения не может считаться до конца решенной. Такое положение объясняется, прежде всего, недостатком физических представлений о природе и особенностях развития процесса разрушения горных пород, сложностью структуры, неоднородностью состава, масштабами исследуемых объектов и необходимостью проведения многоплановых исследований процессов разрушения разнообразных природных материалов, условий формирования и развития очага разрушения и разработки минералогических аспектов этих проблем.

Следует полагать, что систематическое исследование отмеченных вопросов и задач позволит выявить основные условия возникновения и развития очагов разрушения и установить их зависимость от структурных перестроек в природных материалах. Эти исследования помогут также объяснить иерархию размеров структурных элементов горных пород на различных масштабных уровнях, начиная от микроскопических зерен до крупномасштабных блоков земной коры и внести определенный вклад в познание физических процессов разрушения горных пород.

Цель диссертационной работы. Выполнить систематические исследования и получить новую и достоверную информацию о процессах формирования и развития очага разрушения в материалах горных пород. Подобные исследования могут служить физической основой для прогнозирования разрушения сложных гетерогенных систем разной природы и на различных масштабных уровнях. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

• с позиций термофлуктуационной теории исследовать кинетику накопления трещин в горных породах;

• методом акустической эмиссии (АЭ) исследовать образцы из стали, сильно отличающиеся по своим геометрическим параметрам и выявить в них опасные очаги разрушения.

• разработать методику оценки максимально возможной энергии горных ударов по результатам анализа сейсмических процессов на примере Североуральского бокситового рудника (СУБР). Научная новизна.

6. Разработана методика оценки максимально возможной энергии горных ударов и получены ее количественные оценки для шахтных полей Североуральского бокситового рудника.

Практическая значимость работы заключается в предложенных критериях прогнозирования горных ударов, которые, несомненно, могут быть использованы и для других крупномасштабных природных объектов и технических сооружений.

Защищаемые положения:

3. Обоснование применимости метода АЭ для контроля процессов формирования и развития очага разрушения на различных масштабных уровнях;

4. Метод оценки максимально возможной энергии горных ударов и получение ее количественных оценок для шахтных полей СУБРа. Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на республиканских и международных конференциях: Международная конференция, посвященная 80-летию МОРТ. Душанбе, 2004; Республиканская научно-практическая конференция «Из недр земли до горных вершин». Чкаловск, 25 апреля 2007; 1У-я Евразийская научно-практическая конференция «Прочность неоднородных структур», 8-10 апреля 2008г., г.Москва, МИСиС; Международная конференция по актуальным проблемам прочности, Нижний Новгород, июль 2008г.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы представлено в 7 публикациях, из которых 2 статьи опубликованы в научных изданиях, входящих в Перечень ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитированной литературы и приложения. Объем диссертации составляет 134 страницы компьютерного набора и включает в себя 7 таблиц и 44 рисунка. Список цитированной литературы составляет 163 наименований.

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

4.4. Выводы

1. Выполнено исследование процессов формирования и развития очага разрушения природных гетерогенных материалов и стальных конструкций разных масштабных уровней.

3. Исследование изменения микроструктуры горных пород под действием приложенного напряжения показало, что в очаге разрушения происходит дробление зерен структуры, в результате которого подавляющее число этих зерен в очаге разрушения приобретают определенные характерные размеры. Следует отметить, что разломы в земной коре, сопровождаемые землетрясениями также являются объемными образованиями и ширина разломов может достигать десятков и сотен метров. Это еще раз свидетельствует о подобии процессов разрушения на различных масштабных уровнях, причем это подобие связано не только с образованием трещин, но и с существенными структурными перестроениями.

4. Сделан вывод, что двухстадийная модель разрушения ^ твердых тел является универсальной и одинаково применимой для описания процессов разрушения, как монодисперсных лабораторных образцов, так и для реальных крупномасштабных объектов.

5. Показано, что метод акустической эмиссии является весьма эффективным и информативным при исследовании процессов разрушения реальных конструкций и гетерогенных горных пород на различных масштабных уровнях.

6. Выполнена оценка максимально возможной энергии горных ударов на примере шахтных полей СУБР-а.

7. Показана возможность пространственно-временного прогнозирования катастрофических разрушений технических конструкций и горных массивов на основе анализа прогностических признаков и параметров сейсмических событий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполнен цикл сложнейших систематических исследований кинетических закономерностей формирования и развития очага разрушения — предвестника макроразрушения твердых тел (гетерогенных горных пород и стальных конструкций) на различных масштабных уровнях.

При этом показано, что метод акустической эмиссии является весьма эффективным и информативным при исследовании процессов разрушения сложных гетерогенных материалов на различных масштабных уровнях, способным выявить опасный очаг разрушения и оценить время до катастрофического разрушения объекта.

Установлено, что процесс накопления трещин, их развитие и активизация, приводящие к катастрофическому разрушению объектов, представляют собой развивающийся во времени процесс и соответствует двухстадийной модели разрушения твердых тел. Причем, этот процесс имеет одинаковый характер для объектов различных масштабных уровней.

На основе анализа всего комплекса прогностических признаков сейсмических событий показана возможность достоверного прогнозирования горных ударов, землетрясений, катастрофических разрушений технических конструкций и горных массивов. Физической основой является кинетическая природа прочности и двухстадийная модель разрушения твердых тел.

Дальнейшее развитие и совершенствование кинетической теории прочности и разрушения твердых тел и методов исследования процессов разрушения реальных объектов позволит повысить точность пространственно-временного прогноза катастрофических событий.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Рустамова, Манзура Зохировна, Душанбе

1. Журков, С. Н. Проблема прочности твердых тел Текст. /С. Н. Журков // Вестник АН СССР. 1957.- №11. - С. 78-82.

2. Мансуров, В.А. Прогнозирование разрушения горных пород Текст.: учебное пособие / В.А. Мансуров // Фрунзе: Илим, 1990.- 240с.

3. Регель, В.Р. Кинетическая природа прочности твердых тел Текст. / В.Р. Регель, А.И. Слуцкер, Э.Е. Томашевский // УФН, 1972.-№ 106. С. 193-228.

4. Мансуров, В.А. Исследование физических особенностей деформирования и разрушения горных пород в квазистатическом диапазоне скоростей нагружения Текст.: Автореф. дис. канд. физ.- мат. наук. / В.А. Мансуров // Фрунзе: 1975. -28с.

5. Томашевская, И.С. Предвестники разрушения образцов горных пород Текст. / И.С. Томашевская, Я.Н. Хамидуллин // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1972. №5. - С. 21-28.

6. Ставрогин, А.Н. Условия предельных состояний горных пород при вариации скоростей деформирования Текст. /А.Н. Ставрогин, Е.Д. Певзнер// Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1983. №6. - С. 3-11.

7. Томашевская, И.С. Возможность предсказания момента разрушения образцов горных пород на основе флуктуационного механизма роста трещин Текст. /И.С. Томашевская, Я.Н. Хамидуллин // ДАН СССР, 1972.- Т. 207. №3. - С. 278-282.

8. Куксенко, B.C. Кинетические аспекты разрушения горных пород Текст. /B.C. Куксенко, У. Султонов// В сб. «Физические принципы прогнозирования разрушения горных пород», М.: Наука, 1985.- С.45-51.

9. Мюллер, JI. Инженерная геология. Механика скальных массивов Текст.: учебное пособие / JI. Мюллер // М.: Мир, 1971. — 254с.

10. Ржевский, В.В. Основы физики горных пород Текст.: учебное пособие / В.В. Ржевский, Г.Я. Новик // М.: Недра, 1973. 285с.

11. Турчанинов, И.А. Основы механики горных пород Текст.: учебное пособие / И.А.Турчанинов, М.А. Иофис, Э.В. Каспарьян // Л.: Недра, 1977.-503с.

12. Рац, М.В. Неоднородность горных пород и их физических свойств Текст.: учебное пособие / М.В. Рац // М.: Наука, 1968. — 107с.

13. Рац, М.В. Трещиноватость и свойства трещиноватых горных пород Текст.: учебное пособие / М.В. Рац, С.Н. Чернышев // М.: Недра, 1970.- 160с.

14. Садовский, М.А. Характерные размеры горной породы и иерархические свойства сейсмичности Текст. / М.А. Садовский, Т.В. Голубева // Изв. АН СССР. Физика Земли, 1984. № 2. - С. 3-15.

15. Садовский, М.А. О моделях геофизической среды и сейсмического процесса. Текст. / М.А. Садовский // Прогноз землетрясений. Душанбе: Дониш, 1984. № 4. - С. 268-273.

16. Садовский, М.А. Деформирование геофизической среды и сейсмический процесс Текст.: учебное пособие / М.А. Садовский, Л.Г. Балховитинов, В.Ф. Писаренко //М.: Наука, 1987.-99с.

17. Куваев, H.H. Изучение механических свойств горных пород в натурных условиях Текст. / H.H. Куваев // М.: Уголь, 1960. № 12.- С. 23-26.

18. Фисенко, ГЛ. Прочностные характеристики массива горных пород. Текст. / ГЛ. Фисенко // Механика горных пород и маркшейдерское дело. М., 1959.-С.91-100.

19. Койфман, М.И. Главный масштабный эффект в горных породах и углях. Текст. / М.И. Койфман // Проблемы механизации горных работ. М.: Изд-во АН СССР, 1963. С. 6-14.

20. Койфман, М.И. Об исследовании масштабного фактора по горному давлению. Механические свойства горных пород. Текст. / М.И. Койфман//М.: Изд-во АН СССР, 1963.-С. 105-113.

21. Алексеев, А.Д. Влияние геометрии и условий разрушения образцов горных пород на их прочность Текст. / А.Д. Алексеев, В.И. Журавлев,

22. Л.И.Яровая, B.C. Молчаненко// Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1970. №3. - С. 47-51.

23. Фадеев, А.Б. Статистический анализ прочности пород при различном напряженном состоянии Текст. / А.Б. Фадеев // Труды 1-й Всесоюз. конф. по инжен. геол., 1972 г. — Тблиси, 1976. -T.I. С. 280-286.

24. Bienifwski, Z.T. The effect of specimen size on compressive strength of coal Text. / Z.T. Bienifwski // Int. J. Rock Mech. And Mi№ Sci., 1968.-V.5.-№4.- P.325-336.

25. Lundborg, N. The strength-size relation of granite Text. / N. Lundborg // Int. J. Rock Mech. and Min. Sci., 1968.-V.5. P. 427-457.

26. Mogi, K. The influence of the dimensions of specimens on the fracture strength of rock Text. / K. Mogi // Bull. Earthquake Res. Inst. Tokyo Unire, 1962. -V40. P. 175-185.

27. Протодьяконов, M.M. Трещиноватость и прочность горных пород в массиве Текст.: учебное пособие / М.М. Протодьяконов, С.Е. Чирков // М.: Наука, 1964. -66с.

28. Радионов, В.Н. Диссипативные структуры в геомеханике. Текст. / В.Н. Радионов // Экспериментальная сейсмология. М.: Наука, 1983.-С.5-17.

29. Николаевский, В.Н. Механические свойства горных пород. Деформация и разрушение Текст. / В.Н. Николаевский, Л.Д. Лифшиц, И.А. Сизов // Механика деформируемого твердого тела, итоги науки и техники. М.: ВИНИТИ, 1978. С. 123-250.

30. Карташов, Ю.М. Прочность и деформируемость горных пород Текст.: учебное пособие / Ю.М. Карташов, Б.В. Матвеев, Г. В. Михеев, А.Б. Фадеев // М.: Недра, 1979. -269с.

31. Труды международной научно-технической Конференции "Мезоструктура". СПб., ЦНИИ КМ "Прометей", 2001.

32. Рыбин, ВВ. Закономерности формирования мезоструктур в ходе развитой пластической деформации Текст. / ВВ. Рыбин // Вопросы материаловедения, 2003. № 1(33). - С. 9-28.

33. Конева, Н А. Мезоструктура, внутренние напряжения и стадии пластической. деформации Текст. / Н. А Конева // Вопросы материаловедения, 2003. № 1(33). - С. 132-141.

34. Салищев, Г. А. Образование мезоструктуры и механическое поведение титана при большой пластической деформации Текст. / Г. А. Салищев, С. В. Жеребцов, С. Ю. Миронов // Вопросы материаловедения, 2003.- № 1(33).-С. 175-184.

35. Рыбин, В.В. Закономерности формирования мезоструктур в ходе развитой пластической деформации Текст. / В.В. Рыбин // Вопросы материаловедения.- №1 (29).

36. Коджаспиров, Г. Влияние температурно-деформационно-временных параметров на формирование мезоструктуры аустенитной нержавеющей стали при термомеханической обработке Текст. / Г. Коджаспиров, В. Рыбин//Вопросы материаловедения, 2003.- № 1(33). С. 205—213.

37. Печерский, Р. Б. Некоторые проблемы полимасштабного моделирования* больших пластических деформаций Текст. / РБ. Печерский // Вопросы материаловедения, 2003,- № 1(33). С. 364-373.

38. Мещеряков, Ю. И. Энергообмен между мезо и макроуровнями и реакция твердых тел на ударное воздействие Текст. / Ю. И. Мещеряков // Вопросы материаловедения, 2003.- № 1(33). - С. 418^-26.

39. Бенедик, A.JI. Построение структурных моделей участков земной коры на разном иерархическом уровне / A.JI. Бенедик, A.B. Иванов, Г.Г. Качарян // ФТП РПИ (расшифровать). 1995. - № 3. - С. 31-42.

40. Грешников, В.А. Акустическая эмиссия Текст.: учебное пособие / В.А. Грешников // М.: Издательство стандартов. 1976. 272с.

41. Виноградов, С.Д. Исследование сейсмического режима при разрушении образцов Текст.: учебное пособие / С.Д. Виноградов, К.М. Мирзоев, Н.Г. Саломов // Душанбе: Дониш, 1975. 117с.

42. Бол ер, Ф.М. Регистрация смещений и напряжений, создаваемых упругими волнами Текст. / Ф.М. Болер, С.А. Станчиц, В.Н. Савельев // Изв. АН СССР. Физика Земли, 1987.- № 3. С. 98-103.

43. Фролов, Д. И. Связь между размерами разрывов сплошности и амплитудами акустических сигналов Текст. / Д. И. Фролов, У. Султонов // Тезисы докладов «Физика прочности композитных материалов». Л.: 1979.- С.156.

44. Виноградов, С.Д. Акустические наблюдения процессов разрушения горных пород Текст.: учебное пособие / С.Д. Виноградов // М.: Наука, 1964. 84с.

45. Глушко, В.Т. Исследование условий перехода разрушения горных пород вблизи выработок во внезапный выброс Текст. / В.Т. Глушко, В.В. Виноградов // В кн.: Динамические проявления горного давления. Киев: Наукова думка, 1980. С. 15-39.

46. Вакира, К.Б. Акустическая эмиссия и ее применение для неразрушающего контроля в ядерной энергетике Текст.: /К.Б. Вакира // М.: Атомиздат, 1980. 216с.

47. Гусев, О.В. Акустическая эмиссия при деформировании монокристаллов Текст.: / О.В. Гусев // М.: Наука, 1982.- 108с.

48. Королев, М.В. Широкополосные ультразвуковые преобразователи Текст.: учебное пособие / М.В. Королев // М.: Машиностроение, 1983.- 157с.

49. Войцеховская, С.И. Некоторые результаты оценки склонности для угля к хрупкому разрушению по запредельным характеристикам деформирования Текст. / С.И. Войцеховская // Тр. ВНИМИ, сб.Ш, Горное давление и горные удары, Л.: Наука, 1979. С. 71-73.

50. Журков, С.Н. Концентрационный критерий разрушения твердых тел Текст. / С.Н. Журков, B.C. Куксенко, В.А. Петров, В.Н. Савельев, У. Султонов // Физические процессы в очагах землетрясений, М.: Наука, 1980.- С.78-86.

51. Беляев, В.В. Закономерности запредельного деформирования целиков (численные эксперименты на ЭВМ с использованием вариационных принципов) Текст.: автореф. дисс. / В.В. Беляев // Л.: ГПИ, 1988.- 19с.

52. Куксенко, B.C. Кинетика накопления микротрещин в механически нагруженных горных породах Текст. / B.C. Куксенко, У. Султонов // Сб. Физика и механика разрушения горных пород. Ил им: Фрунзе, 1983.-С.45-51.

53. Куксенко, B.C. Локализация разрушения в горных породах на разных масштабных уровнях Текст. / B.C. Куксенко, В.А. Мансуров // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1986.-№2.-С. 49-55.

54. Соболев, Г.А. Крупномасштабное моделирование подготовки и предвестников землетрясений Текст.: учебное пособие / Г.А. Соболев,

55. A.Ф. Кольцов // М.: Наука, 1988.- 205с.

56. Мансуров, В.А. Хрупкое разрушение горных пород Текст.: учебное пособие / В.А. Мансуров // Фрунзе: Илим, 1984.- 124с.

57. Куксенко, B.C. Закономерности развития микроочага разрушения Текст. / B.C. Куксенко, Б.Ц. Манжиков, В.А. Мансуров,

58. B.А. Пикулин // Изв. АН СССР. Физика земли. 1985.- №7.- С. 87-93.

59. Чередниченко, В.П. Исследование реологических свойств горных пород вблизи и за пределом прочности с целью совершенствования методов прогноза проявлений горного давления Текст.: автореф. канд. дисс. / В.П. Чередниченко // Днепропетровск, 1979.- 24с.

60. Мансуров, В.А. Склонность горных пород к хрупкому разрушению и вопросы его прогнозирования Текст. / В.А. Мансуров // Проблемы механики горных пород. М.: Наука, 1987. - С. 65-70.

61. Ружич, В.В. Сейсмотектонические критерии концентрации разломов Текст. / В.В. Ружич, В.А. Мансуров // Сейсмическое районирование территории СССР и изучение сильных землетрясений. Кишенев 1984.-С.98-114.

62. Хаттон, О. Акустическая эмиссия Текст. / О. Хаттон // Методы неразрушающих испытаний. М.: Мир, 1972. - С. 27-59.

63. Манжиков, Б.С. Прогнозирование динамических явлений при разрушении хрупких гетерогенных материалов Текст.: учебное пособие / Б.С. Манжиков //Л., 1986. 199с.

64. Куксенко, B.C., Станчиц С.А., Томилин Н.Г. Оценка размеров растущих трещин и областей разгрузки по параметрам АС Текст. / B.C. Куксенко, С.А. Станчиц, Н.Г. Томилин // Механика композитных материалов, 1963.-№3.-С. 536-543.

65. Савельев, В.Н. Зародышевые микротрещины, возникающие при нагружении металлов. Текст.: Канд. дисс. / В.Н. Савельев // Л., 1975. 137с.

66. Рац, М.Р., Чернышев С.Н. Трещиноватостъ и свойства трещиноватых горных пород Текст.: учебное пособие / М.Р. Рац, С.Н. Чернышев // М.: Недра, 1970.- 160с.

67. Рыскин, B.C. Возникновение зародышевых трещин при нагружении ионных кристаллов Текст. : Канд. дисс. / B.C. Рыскин // Л., 1974. 173с.

68. Mogi, К. Deformation and Fracture of Rock under Confining Pressure (1) Conpression Tests on Dry Rock Sample Text. / K. Mogi // Bull, of the Earthquake Research Institute, 1964.-V.42. P.491-514.

69. Mogi, K. The fracture of a semi-infinite body caused by in inner stress origin and its relatiens to the eartiiguaks phenomena Text. / K. Mogi // Bull, of the Earthquake Research Institute, 1963.-V.41.-№3.- P.225-304

70. Mogi, K. Effect of the triaxial atress sistem on the failure of delomite and limestone Text. / K. Mogi // Tectonephysics, 1971.- V.l 1.- P.145-178.

71. Mogi, K. Brittleness and-ductility of rock, Flow of Solid, Edited by 1974.

72. Константинова, А.Г. Сейсмоакустические исследования напряженного состояния и разрушения горных пород Текст.: учебное пособие / А.Г. Константинова// М.: 1966.— 33с.

73. Фадеев, А.Б. Прочность горных пород в условиях одноосного и всестороннего сжатия Текст. / А.Б. Фадеев // ФТПРПИ, 1969.-№3.- С. 51-58.

74. Воларович, М.П. Исследование физических и прочностных свойств горных пород при высоких давлениях Текст. / М.П. Воларович // Проблемы механики горных пород.- Алма-Ата: Наука, 1966.- С. 97-103.

75. Томашевская, И.С. Некоторые результаты лабораторных измерений свойств горных пород при сложном напряженном состоянии Текст. / И.С. Томашевская // Физические основы поисков методов прогноза землетрясений.- М.: Наука, 1970. С. 37-42.

76. Куксенко, B.C. Микромеханика разрушения полимерных материалов: Текст.: автореф. докт. дисс. / B.C. Куксенко // JL: 1977.- 24с.

77. Журков, С.Н. Образование субмикроскопических трещин в полимерах под нагрузкой Текст. / С.Н. Журков, B.C. Куксенко, А.И. Слуцкер 11 ФТТ, 1969.-T.IL- С. 296-302.

78. Тамуж, В.П. Микромеханика разрушения полимерных материалов Текст.: учебное пособие / В.П. Тамуж, B.C. Куксенко // Рига: «Зинатне», 1978.-294с.

79. Фролов, Д.И. Концентрационный критерий укрупнения трещин при разрушении твердых тел Текст. / Д. И. Фролов // Физические основы прогнозирования разрушения горных пород.- М.: Наука, 1974,- С. 87-95.

80. Соболев, Г.А. О концентрационном критерии сейсмогенных разрывов Текст. / Г.А. Соболев, А.Д. Завьялов // ДАН СССР, 1980.- Т.252. -№1. С. 69-72.

81. Ружич, В.В. О сейсмотектоническом критерии деструкции земной коры Прибайкалья при рифтогенезе Текст. /В.В. Ружич, В.А. Мансуров, A.A. Бабичев // ДАН СССР, 1985. -Т.281.- №3. С. 566-569.

82. Петров, В.А. Принципы кинетической теории прогнозирования макроразрушения Текст. / В.А. Петров // Физика твердого тела, 1981.-Т.23.- С. 33-72.

83. Мячкин В.И. Процессы подготовки землетрясений Текст.: учебное пособие / В.И. Мячкин // М.: Наука, 1978. 232с.

84. Мячкин В.И. Основы физики очага и предвестники землетрясений Текст. / В.И. Мячкин, Б.В. Костров, Г.А. Соболев, О.Г. Шамина // В кн. «Физика очага землетрясений». М.: Наука, 1975,- С.6-29.

85. Mjachin, V.l. Two models for earthquake forerunners Text. / V.l. Mjachin, W.F. Brace, G.A. SoboleV. J.H. Pieterich // Pageoph., V.113, Basel, 1975.- P.189-178.

86. Nur, A. Dilatansy, pore pressure and premonitory realization of tsHp trave time Text. / A. Nur // Bull. Seismol. Soc. Amer., 1972.-V.62. 1217p.

87. Anderson, D.L. Time dependend seismology Text. /D.L. Anderson, J.N. Writcomb// Contrib. Div. Geol. and Platret Sei. Calif. Inst. Technolog. Pas., 1973.- № 2363.- P.788-805.

88. Scyholz, C. Earthquake prediction. A physical basis. Text. / C. Scyholz, L.R. Sykes, Aggarwal Y.P. // Science, 1973 .-V. 181, August, 83p.

89. Brace, W.F. Dilatance in the fracture crystalline rocks Text. / W.F. Brace, J.B.W. Daulding, C. Scholtz // J. Geophys. Res., 1966.-V.7L- P. 3939 3953.

90. Шамина, О.Г. Сейсмические предвестники землетрясений Текст. / О.Г. Шамина, С.А. Стрижков // ДАН СССР, 1974 .-Т. 247.- № 6.- С.141-152.

91. Mogi, К. Active periods in the world's chief seismic belts Text. / K. Mogi // Technophysics, 1974.-V. 22. -265p.

92. Stuart, W.D. Premonitory rock dilatancy without water diffusion Text. / W.D. Stuart // Trans. Amer. Geophys. Union, 1973. - V.54.- P. 1200.

93. Садовский, M.A. Деформирование геофизической среды и сейсмический процесс Текст.: учебное пособие / М.А. Садовский, Л.Г. Болховитдинов, В.Ф. Писаренко // М.: Наука, 1967. — 99с.

94. Родионов, В.Н. Диссипативные структуры в геомеханике Текст. / В.Н. Родионов // Экспериментальная сейсмология. М.: Наука, 1983. С. 5-17.

95. Челидзе, T.JI. Методы теории перколяции в механике гордых пород и физике очага землетрясения Текст. / T.JI. Челидзе // Прогноз землетрясений. Душанбе: Дониш, 1984. №5. - С. 8-29.

96. Челидзе, Т.Д. Методы теории протекания в механике геоматериалов Текст. / Т.Д. Челидзе // М.: Наука, 1987. 136с.

97. ЮО.Фисенко, Г.Л. Прочностные характеристики массива горных пород Текст. / Г.Л. Фисенко //Механика горных пород и маркшейдерское дело. -М.: 1959.- С.91-100.

98. Платонов, М.В. Петрография обломочных и карбонатных пород Текст.: учебно-методическое пособие/ М.В. Платонов, М.А. Тугарова // Санкт- > Петербург, 2003.- 147с.

99. Маркочев, В.М. Методика оценки скорости развития трещин и получения заданного напряжения при повторном нагружении Текст. / В.М. Маркочев, Б.А. Дроздовский // Завод, лаб., 1965.- ' Т.31.-- № 3.- С.25-32.

100. Дроздовский, Б.А. Методика оценки критической длины трещин при однократном растяжении Текст. / Б.А Дроздовский, В.М. Маркочев, Я.Б. Фридман // Завод, лаб., 1956.- Т. 32.- № З.-С. 74-87.

101. Смирнов, В.В. Измерение кинетических параметров трещин при разрушении горных пород Текст. /В.В. Смирнов, К.И. Дудушкина // Сб. «Разрушение и ползучесть горных пород». Новосибирск: Наука, Сиб. отд., 1970.-С. 12-31.

102. Griffith, A.A. The phenomenon of Rupture and Flowing Solids Text. / A.A. Griffith // Phil. Trans. Roy. Soc, A, V.221. P. 1920.

103. Smacal, A.G. Dinamic des spröden zu gbruchus von zylidrischen Glasstaben Text. / A.G. Smacal //.-Acta Phys. Austrica, 1953. V.7.-№1. - P.788.

104. Schwarden H. Neurere Ergebnisse der Funkfe einemavtographie Text. /Н. Schwarden, W. Struth//Z. Tech. Phys., 1937.-№18. P.1223.

105. Schardin, H. Hoch frequenzkinematographische Untersuchung der Berichte Text. /Н. Schardin, W. Strath // 1938, V.16, №3. P.1214.

106. Салищев, А.И. Успехи научной фотографии Текст. / А.И. Салищев// Труды совещания по высокоскоростной фотографии и кинематографии (Л.: 12-15 ноября 1957). М.- Л.: АН СССР, 1957.- Т.6.- С.142-154.

107. Кузьмин, Е.А. Скорость хрупкой трещины в стекле и канифоли Текст. / Е.А. Кузьмин, В.П. Пух // Сб. «Некоторые проблемы прочности твердого тела». М.-Л.: АН СССР, 1959.- С. 166-173.

108. Шардин, X. Исследование скорости разрушения Текст. / X. Шардин // Сб. Атомный механизм разрушения, М., Металлургиздат, 1963.- С.68-76.

109. Bueche, A.M. Kinematographie study of Tensile Fracture in Polymers Text./

110. A.V. White //- J, Applo Phys., 1956, V.27, №9. 456p.

111. Kerkhof, F. Proca Congress High-Speed Photography Text. / F. Kerkhof // London, 1956.- P.25-48.

112. Гаек, Ю.В. О скорости развития трещин в горных породах и твердых телах и методы ее измерения Текст. /Ю.В. Гаек, М.Ф. Друкованный,

113. B.В. Мишин //Сб. Взрывное дело, 1963. № 51/8.- С.87-93.

114. Данчев, П.С. О скорости развития трещины в прочной среде при взрыве. Текст. / П.С. Данчев, Я.М. Пучков, В.А. Ветлужских // Тр. ин-та горного дела, Вопросы разрушения горных пород взрывом. Свердловск, 1963.1. C.121-130.

115. Лагунов, В.А. Скорость развития трещин в образцах горных пород Текст. / В .А. Лагунов, Ш.А. Мамбетов // ПМТФ, 1965.- №6.- С.188-197.

116. Gilman, I.I. Cleavage Cracks and Dislocation in Crystals Text. / I.I. Gilman, C. Knudsen, W.P. Walsh // J. A.ppl, Phys., 1958, V. 29, №4. C.14-28.

117. Виноградов, С.Д. Акустические наблюдения процессов разрушения горных пород Текст. / С.Д. Виноградов // М.: Наука, 1964. 84с.

118. Константинова, А.Г. Сейсмоакустические исследования напряженного состояния и разрушения горных пород Текст.: учебно-методическое пособие /А.Г. Константинова // М.: 1966.- 33с.

119. Scholz, C.H. Experimental study of rhe fracturing process in brittle rocs Text. / C.H. Scholz // J. Geophys. Res., 1968, V.73. -P.1447-1454.

120. Nishizawa, 0. Hypocenter distribution mid focal mechanismmof AS events during two stress stage creep in yugawara andesite Text. / 0. Nishizawa, K. Onai, K. Kusunose // Pure Appl. Geophys., 1984, V.122, P. 36-52.

121. Yanagidoni T. Localisation of dilatancy in Ohshima granite under constant uniaxial stress Text. / T. Yanagidoni, S. Eharas and all.// J. Geophys. Res. 1985, V.90.-P. 6840-6858

122. Lockner D.A. Quasi-static fault growth and shear fracture energy in granite Nature Text. / D.A. Lockner, J.D. Byerlee V.S. Kuksenko and all.//1991, V.350. P.39-42.

123. Куксенко, B.C. Кинетика накопления микротрещин в механически нагруженных горных породах Текст. /B.C. Куксенко, У. Султонов // Сб. Физика и механика разрушения горных пород. Фрунзе: * Илим; 1983.- С.45-56.

124. Томашевская, И.О. Изменение различных физических параметров в процессе деформации и разрушения образцов горных пород, землетрясения Текст. / И.О. Томашевская // М.: Наука, 1975.- С.141-152.

125. Смехов, Е.М. Теоретические и методические основы поисков трещинных коллекторов нефти и газа Текст.: учебно-методическое пособие / Е.М. Смехов // Л.: Недра, 1974.- 200с.

126. Lokner, D.A. Ponomarev A. and Sidorin A. (1991). Quasi-static fault growth and shear fracture energy in granite Nature Text. / D.A. Lokner, J.D. Byerlee, V. Kuksenko // 350 C. 39-42.

127. Тажибаев, К.Т. Деформация и разрушение горных пород Текст.: учебно-методическое пособие / К.Т Тажибаев // Фрунзе: Илим, 1986,- 108с.

128. Куксенко, B.C. Диагностика и прогнозирование разрушения крупномасштабных объектов Текст. / B.C. Куксенко // Физика твердого тела, 2005, Т.47.-№5.- С.788-792.

129. Ставрогин, А.Н. Механика деформирования и разрушения горных пород Текст.: учебно-методическое пособие /А.Н. Ставрогин, А.Г. Протосеня // М.: Недра, 1992.- 224с.

130. Соболев, Г.А. Физика землетрясений и предвестники. Текст.: учебно-методическое пособие /Г. А. Соболев, A.B. Пономарев // М.: Наука, 2003.- 270с.

131. Журков, С. Н. Кинетическая концепция прочности твердых тел Текст. /С. Н. Журков//Вестник АН СССР.- 1968.- №3.- С. 46-52.

132. Куксенко, B.C. Диагностика и прогнозирование разрушения крупномасштабных объектов Текст. / B.C. Куксенко //ФТТ. 2005.-Т.47.-№5.-С.788-792.

133. Kuksenko V. S. Mechanics of Jointed and Faulted Rock, Rossmanith (ed.) Text. / V. S. Kuksenko // 1995 Balkema, Rotterdam. ISBN 9054105410, 997.

134. Авершин, С.Г. Горные удары Текст.: научное издание / С.Г. Авершин // М.: Углетехиздат, 1954.- 256с.

135. Добровольский, И. П. Теория подготовки тектонического землетрясения Текст.: научное издание / И. П. Добровольский // М.: ИФЗ АН СССР, 1991.-217с.

136. Воинов, К. А. Текст. / К. А. Воинов, А. С. Краков, В. С. Ломакин, Н. И. Халевин // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1987. №10. - С. 98-104.

137. Куксенко, B.C. Триггерный эффект слабых вибраций в твердых телах Текст. / В. С. Куксенко, Б. Ц. Манжиков, К. Тилегенов, Ж. К. Шатемиров, Б. Э. Эмильбеков // ФТТ, 2003.- Т. 45.- №12.- С. 2182-2186.

138. Садовский, М.А. Сейсмический процесс в блоковой среде Текст.: научное издание /М.А. Садовский, В.Ф. Писаренко// М.: Наука, 1991.- 96с.

139. Чернышов, А.И. Структуры и текстуры магматических и метаморфических горных пород Текст.: Учебно-методический комплекс /А.И. Чернышов // 2007.- 248с.

140. Доброхотова, Е.С. Метод Е. С. Федорова в петрографии Текст.: научное издание / Е. С. Доброхотова // М.: Госгеолтехиздат, 1957- 80с.

141. Емельяненко, П.Ф. Петрография магматических и метаморфических пород Текст.: научное издание / П.Ф. Емельяненко, Е.Б. Яковлева // М.: МГУ, 1985.- 248с.

142. Ржевский, В.В. Основы физики горных пород Текст.: 4-е учебное издание /В.В.Ржевский, Г.Я. Новик // М.: Недра, 1984.- 359с.

143. Kroll, H. Feldspar solid solutions Text. / H. Kroll, I. Schmiemann, G. von Colin//Amer. Mineral. 1986. V.71.- P. 1-16.

144. Лодочников, В. H. Краткая петрология без микроскопа Текст.: научное издание / В. Н. Лодочников // 1956. 158с.

145. Классификация и номенклатура магматических пород. М.: Недра, 1981.- 160с.150.(3). Протодьяконов, М.М. Давление горных пород на рудничную крепь Текст.: / М.М. Протодьяконов // Екатеринославль, 1907.- 102с.

146. Регель, В.Р. Кинетическая природа прочности твердых тел Текст.: /А.И. Слуцкер, Э.Е. Томашевский // М.: Наука, 1974. 500с.

147. Журков, С.Н. Временная зависимость прочности твердых тел Текст. / С.Н. Журков, Б.Н. Нарзуллаев //«Журнал технической физики», 193,

148. Т.23, Вып. 10.- С. 1677-1689.

149. Султонов, У. Стадии и прогностические критерии макроразрушения гетерогенных материалов Текст. / У. Султонов // Докторская диссертация, Санкт-Петербург. 1933.- 173с.

150. Каримов, С.Н.,. Влияние влажности на прочность и долговечность световодных волокон Текст. / С.Н Каримов, B.C., Куксенко, У. Султонов // Докл. АН Республика Таджикистан, 1993.-Т.36.-С.3461-3464.

151. Kaiser, J. An Inverstigation into the Occurrencc of Noises in Tensile Tests or a Stady of Acoustic Phenomena in Tensile Tests: Ph. D Thesis. Tech. Hosch. Munchen, Munich Germany, 1950.- P.56-78.

152. Семашко, H.A. Акустическая эмиссия в экспериментальном материаловедении Текст. / Н.А. Семашко, В.И. Шпорт, Б.Н. Марьин // М.: Машиностроение, 2002. 240с.1. Публикации Русамовой М.З.

153. Султонов, У. Двухстадийная модель разрушения гетерогенных материалов Текст. / У. Султонов, М. Шамсиддинов, М.З. Рустамова // Ученые записки (естественные и экономические науки). Худжанд, 2005. - №10.- С.106-113.

154. Султонов, У. Кинетика накопления микротрещин в горных породах Текст. / У. Султонов, С.Н. Каримов, B.C. Куксенко, М.З. Рустамова // Вестник ТГУ: право, бизнес, политика. — Худжанд, 2006.- №3-4.-С.71-79.

155. Султонов, У. Прогнозирование макроскопического разрушения горных пород Текст. /У. Султонов, М.З. Рустамова // Из недр земли до горных вершин: Респуб. научно-практ. конф. (Чкаловск, 25 апреля 2007г.).-Чкаловск, 2007.- С. 44-52.

156. Куксенко, B.C. Акустоэмиссионный метод диагностики конструкций (научные основы и практика): Текст. /B.C. Куксенко, К.Е. Нагинаев,

157. В.Н. Савельев, М.З. Рустамова // Прочность неоднородных структур: IV Евразийская научно-практ. конф., 8-10 апреля 2008г.: Тез. докл.-М.:ПРОСТ, 2008.-177с.

158. Куксенко, B.C. Физические основы прогнозирования макроскопического разрушения Текст. /B.C. Куксенко, М.З. Рустамова // 47 Междунар. конф.: (Нижний Новгород, 1-5 июля 2008г.).- Актуальные проблемы прочности: Нижний Новгород, 2008г.- 108с.