Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия:

Тарасов Б. Г., проф., д-р техн. наук, bgtaras@gmail.com

Показано действие веерного механизма при создании динамических трещин сдвига в цельных прочных породах в условиях высокого уровня объемного сжатия, соответствующего сейсмическим глубинам, в масштабах лабораторных образцов и горных массивов. Дано объяснение тому, как прочные породы под воздействием веерного механизма становятся парадоксально слабыми в отношении развития динамических трещин сдвига и суперхрупкими в плане энергоемкости разрушения. Предложены полные паспорта прочности и хрупкости пород, включающие общепринятые вариации данных характеристик в зависимости от уровня бокового давления и новые зависимости, определяемые веерным механизмом. Доказано, что цельные породы в диапазоне глубин, где активизируется веерный механизм, являются более опасными в отношении динамических явлений, чем существующие разломы. Дано новое объяснение целому ряду типичных особенностей землетрясений и горных ударов на глубоких горизонтах.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (грант № RFMEFI58418X0034).

1. Тарасов Б. Г. Веерный механизм динамических трещин сдвига как источник парадоксов прочности и хрупкости горных пород // Горный журнал. 2020. № 1. С. 18–23. DOI: 10.17580/gzh. 2020.01.03
2. Tarasov B. G., Randolph M. F. Improved concept of lithospheric strength and earthquake activity at shallow depths based upon the fan-head dynamic shear rupture mechanism // Tectonophysics. 2016. Vol. 667. P. 124–143.
3. Reches Z., Lockner D. A. Nucleation and growth of faults in brittle rocks // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 1994. Vol. 99. No. B9. P. 159–173.
4. Xinglin Lei, Kinichiro Kusunose, Rao M. V. M. S., Osamu Nishizawa, Takashi Satoh. Quasistatic fault growth and cracking in homogeneous brittle rock under triaxial compression using acoustic emission monitoring // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2000. Vol. 105. No. B3. P. 6127–6139.
5. Peng S., Johnson A. M. Crack growth and faulting in cylindrical specimens of chelmsford granite // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts. 1972. Vol. 9. Iss. 1. P. 37–42.
6. King G. C. P., Sammis C. G. The mechanisms of finite brittle str ain // Pure and Applied Geophysics. 1992. Vol. 138. No. 4. P. 611–640.
7. Tarasov B. G., Randolph M. F. Superbrittleness of rocks and earthquake activity // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2011. Vol. 48. Iss. 6. P. 888–898.
8. Yehuda Ben-Zion. Dynamic ruptures in recent models of earthquake faults // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 2001. Vol. 49. Iss. 9. P. 2209–2244.
9. Костров Б. В. Механика очага тектонического землетрясения. – М. : Наука, 1975. – 176 с.
10. Rice J. R. The Mechanics of Earthquake Rupture // Physics of the Earth’s Interior : Proceedings of the International School of Physics «E. Fermi». – Varenna, 1979. Course LXXVIII. P. 555–649.
11. Соболев Г. А. Физика сейсмического процесса и п рогноз землетрясений // Геофизика на рубеже веков : сб. – М. : Изд-во ОИФЗ РАН, 1999. С. 70–79.
12. Scholz C. H. The Mechanics of Earthquakes and Faulting. 3rd ed. – Cambridge : Cambridge University Press, 2019. – 519 p.
13. Кочкин Б. Т., Петров В. А. Долгосрочный прогноз сейсмической опасности в связи с проблемой изоляции радиоактивных отходов // Геология и геофизика. 2015. Т. 56. № 7. С. 1369–1380.
14. Ребецкий Ю. Л., Лукк А. А., Татевосян Р. Э., Быкова В. В. Определение фокальных механизмов слабых землетрясений и современная геодинамика юга Ирана // Геодинамика и тектонофизика. 2017. Т. 8. № 4. C. 971–988.
15. Rowan C. Tectonics of the M7 earthquake near Christchurch, New Zealand. 2010. URL: https://all-geo.org/highlyallochthonous/2010/09/tectonics-of-the-m7-earthquakenear-christchurch-new-zealand/ (дата обращения: 17.06.2019).
16. Mobile & Web App / Temblor.net, 2019. URL: https://temblor.net/temblor-app/ (дата обращения: 15.06.2019).
17. Ortlepp W. D. Rock Fracture and Rockbursts: An Illustrative Study. Series M9. – Johannesburg : The South African Institute of Mining and Metallurgy, 1997. – 98 p.
18. Лушников В. Н., Еременко В. А., Сэнди М. П., Бухер Р. Крепление горных выработок в условиях деформируемых и удароопасных массивов горных пород // Горный журнал. 2014. № 4. С. 37–43.
19. Kalmykov V. N., Strukov K. I., Kulsaitov R. V., Esina E. N. Geomechanical features of underground mining at Kochkar deposit // Eurasian Mining. 2017. No. 2. P. 12–15. DOI: 10.17580/em.2017.02.03
20. Eremenko V. A., Neguritsa D. L. Efficient and active monitoring of stresses and strains in rock masses // Eurasian Mining. 2016. No. 1. P. 21–24. DOI: 10.17580/em.2016.01.02