Статья

Наименование	Ансамбли и структуры микродефектов в твердом теле (горной породе)
Авторы	Литвинский Г. Г., д. т. н., проф.
Раздел	Науки о земле
Год	2022	Выпуск	69	Страницы	5 - 15
УДК	622.243.2:622.831.2.02			EDN	HMATID
Аннотация	В работе рассмотрена актуальная для развития механики твердого тела проблема учета его поврежденности и сплошности. В противовес устоявшимся упрощенным толкованиям скалярных мер поврежденности предложена концепция ее описания с помощью несимметричной матрицы второго ранга, элементами которой являются микроразрывы и микросдвиги. Показано, что они возникают в материале в виде структурного ансамбля Z-дефекта, по разному ориентированному в пространстве главных площадок НДС. Впервые доказано существование первичных (фоновых) микродефектов. Исследованы типы, ансамбли и структуры микродефектов в зависимости от НДС, показаны принципиальные различия их структур при растяжении и сжатии материала.
Реферат	Цель исследования. Разработка математической модели пространственной структуры микродефектов твердого тела (горной породы), возникающих в результате термофлуктуационных процессов и внешних воздействий. Объекты исследования — микродефекты сдвигов и разрывов, предмет исследований — закономерности геометрии их взаимного распределения. Предмет исследований. Закономерности расположения микродефектов в твердом теле их ансамбли и структуры. Методика и основная идея работы заключается в использовании закономерностей возникновения и взаимного пространственного распределения микродефектов сдвигового и разрывного типов как структурных элементов в объеме тела при его произвольном напряженно-деформированном состоянии (НДС). Результаты. Проблема описання механических свойств и поведения твердого тела с поврежденностями получила глубокое, но далеко не полное развитие. Попытки оперировать не вполне оформленными понятиями поврежденности и сплошности стали препятствовать развитию исследований в этом направлении. В работе рассмотрена актуальная для развития механики твердого тела проблема учета его поврежденности и сплошности. В противовес устоявшимся упрощенным толкованиям скалярных мер поврежденности предложена концепция ее описания c помощью несимметричной матрицы второго ранга, элементами которой являются микроразрывы и микросдвиги. Показано, что они возникают в материале в виде структурного ансамбля Z-дефекта, по разному ориентированному в пространстве главных площадок НДС. Впервые доказано существование первичных (фоновых) микродефектов. Исследованы типы, ансамбли и структуры микродефектов в зависимости от НДС, показаны принципиальные различия их структур при растяжении и сжатии материала. Научная новизна: 1. Показано, что вместо отвлеченного параметра «поврежденность» введены Z-ансамбли микродефектов в виде сочетания микросдвигов и микроразрывов, для описания которых предложена несимметричная матрица второго ранга. 2. Исследованы типы, ориентация и ансамбли микродефектов в зависимости от НДС, показаны принципиальные различия их структур при растяжении и сжатии материала. 3. Впервые введены фоновые (первичные) уровни плотности м-сдвигов и м-разрывов, дан анализ их анизотропных изменений при нагружении тела растяжением или сжатием. Доказана невозможность существования одиночных микродефектов. Изучены основные закономерности взаимодействия микродефектов и основные структурные области их возможного пересечения на основании присущих для микродефектов вероятностных свойств. Практическая значимость. Полученные результаты могут служить базой для разработки новой теории напряженно-деформированного состояния микродефектного тела и описания процессов его разрушения при произвольной нагрузке, а также будут полезны при подготовке инженеров и аспирантов по горной геомеханике и геотехнике.
Ключевые слова	поврежденность, сплошность, микродефекты, микросдвиг, микроразрыв, Z-ансамбль, матрица микродефектов, фоновые уровни микродефектов, структуры микродефектов.
Финансирование
Полный текст