Влияние Состояния Внутренних Границ Раздела На Характер Разрушения Гранита При Квазистатическом Сжатии

Abstract

На основе анализа пространственного распределения гипоцентров источников сигналов акустической эмиссии и анализа распределений сигналов акустической эмиссии по энергии исследуется влияние жидкой фазы и воздействия внешнего слабого электрического поля на пространственно-временной характер разрушения гранитных образцов. В экспериментах по одноосному сжатию образцов гранита естественной влажности показано, что процесс накопления повреждений является двухстадийным: дисперсное накопле-ние повреждений сменяется стадией локализованного накопления повреждений в зоне формирующегося очага макроразрушения. На энергетических распределениях сигналов акустической эмиссии этот переход сопровождается сменой формы распределения с экспоненциальной на степенную. Водонасыщение гранита качественно меняет характер накопления повреждений: вплоть до макроразрушения процесс накопления является делокализованным с экспоненциальной формой распределения сигналов акустической эмиссии по энергии. Воздействие слабого электрического поля приводит к избирательному изменению характера накопления повреждений в объеме образца. ВведениеИнтенсивные исследования в области физики и меха-ники прочности структурно-неоднородных хрупких ма-териалов, проводимые в последние 30−40 лет, позво-лили существенно продвинуться в понимании законо-мерностей накопления повреждений и формирования очага макроразрушения. Общей особенностью накопле-ния дефектов при деформировании таких структурно-неоднородных материалов, как горные породы, кера-мики, стекло-и углепластики, является наличие двух характерных стадий процесса [1][2][3][4]. Первая стадия про-цесса накопления повреждений характеризуется низкой, слабо изменяющейся интенсивностью роста количества дефектов во всем объеме деформируемого материала. Вторая стадия -стадия интенсивного роста поврежден-ности (количества дефектов) в узкой пространственной зоне области формирующегося очага макроразруше-ния. Разработка методов прогнозирования разрушения структурно-неоднородных материалов в широком диа-пазоне пространственных масштабов, а также мето-дов оценки степени критичности текущего состояния таких материалов приводит к необходимости поиска предвестников перехода от первой стадии накопления повреждений ко второй. Сложность решения этой задачи заключается в том, что в большинстве случаев не существует четкой границы между двумя указанными стадиями. Постепенная локализация процесса накопле-ния повреждений в выделенной пространственной об-ласти может проходить на фоне равномерного образо-вания дефектов во всем объеме материала. В настоя-щее время решению этой задачи посвящено множество исследований, направленных на всестороннее изучение процессов, сопровождающих накопление повреждений, различными разрушающими и неразрушающими мето-дами [5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18]: ультразвуковым методом, методами акусти-ческой и электромагнитной эмиссии, фрактолюминес-ценции, нейтронной эмиссии, оптической и электронной микроскопии и др.Несмотря на достигнутый прогресс в исследовании предвестников перехода от ста...