Экспериментальное исследование различных режимов скольжения блоков по границе раздела. Часть 1. Лабораторные эксперименты

Abstract

Статья является первой частью экспериментальной работы, в которой изучались закономерности формирования различных режимов деформирования нарушений сплошности горных пород в лабораторных и полевых условиях. В лабораторных экспериментах изучены условия возникновения различных режимов скольжения для нескольких типов нарушений - контактов прочных поверхностей, трещин, заполненных кварцевым песком, тальком и глиной. Используемый набор материалов и характеристики экспериментальной установки позволили реализовать в опытах широкий спектр режимов сдвигового деформирования - от динамических срывов с максимальной скоростью в десятки мм/с, до стабильного скольжения со скоростью 1 мкм/с. Радикальное изменение поведения трещины с глиносодержащим заполнителем происходит при ее обводнении. Длительность подвижки значительно возрастает тем в большей степени, чем выше содержание глины. Движение блока имеет длительную фазу (~100 с) плавного увеличения скорости смещения и фазу торможения примерно той же длительности. При этом скорость смещения снижается до нескольких десятков мкм/с. Как до начала перемещения блока, так на всех фазах его движения вплоть до полной остановки процесс происходит без излучения акустической эмиссии в пределах чувствительности аппаратуры. Показано, что медленные движения обладают всеми фазами, характерными для прерывистого скольжения, - разгоном, длительным скольжением, торможением, остановкой и фазой состояния покоя. Проведенные лабораторные эксперименты подтверждают ранее высказанный тезис о том, что все типы деформационных процессов в земной коре формируют единый ряд явлений.