Статьи автора

ВЛИЯНИЕ ПРЯМОГО ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЕ В ОДНООСНО СЖАТЫХ ОБРАЗЦАХ

Номер выпуска 4 от 28.03.2025

В ряде опубликованных работ высказывалось предположение, что влияние электромагнитного воздействия на сейсмический режим в натурных условиях или на процесс трещинообразования в лабораторных экспериментах может быть объяснено ролью джоулева нагрева при прохождении электрического тока через флюидонасыщенные горные породы. Нагрев флюида в поровом пространстве может приводить к росту давления флюида в порах и трещинах, что, в свою очередь, может стимулировать дополнительное растрескивание твердого скелета и снижение прочности горной породы. В данной работе с целью выявления роли теплового фактора на процесс трещинообразования горных пород представлены результаты прямого нагрева образцов искусственного песчаника в условиях одноосного сжатия. Образцы были взяты из той же партии, которая ранее изучалась в экспериментах по влиянию прохождения электрического тока через образец на характеристики акустической эмиссии (АЭ) и на процесс его разрушения. Тепловой поток в представленных экспериментах подводился к противоположным боковым граням образца с помощью элементов Пельтье, представляющих собой обратный термоэлектрический преобразователь. Плотность теплового потока на поверхности образца достигала почти 10 Вт/м; локальная температура наружной поверхности образца вблизи нагревательного элемента повышалась в процессе нагрева на 10–15°С в зависимости от длительности включения тока. Эксперименты показали, что даже при столь значительных тепловых потоках влияние нагрева проявляется лишь при нагрузках, близких к разрушающим (Kp ≥ 0.95–0.97). Эффект нагрева проявлялся в том, что процесс трещинообразования в образце интенсифицировался, а сам образец постепенно переходил в запредельное состояние и, в конце концов, разрушался. При меньших нагрузках прямой нагрев образца не оказывает заметного эффекта на процесс трещинообразования.

15 0