?
Лабораторное моделирование смещений блоков горных пород: малоамплитудные быстрые движения в экспериментах на слайдер-модели разлома
Экспериментальное моделирование физических процессов, связанных с разломами земной коры, важно для изучения землетрясений, горных ударов и процессов, сопровождающих разработку месторождений. Широкое распространение получили лабораторные эксперименты с исследованием прерывистого скольжения блоков горных пород друг относительно друга на слайдер-модели разлома. Оно проявляется в виде эпизодов быстрого смещения при увеличении нагрузки до критической величины. В работе исследовалась реакция модели на увеличение нагрузки до субкритической величины в условиях разного увлажнения разлома. После пяти суток увлажнения и трех серий нагружений, по сигналам трехкомпонентного высокочастотного акселерометра были обнаружены малые и быстрые смещения (микросрывы), которые по величине на два порядка меньше, чем смещения при эпизодах традиционно наблюдаемого прерывистого скольжения. Со временем с момента остановки нагружения интервалы между событиями увеличиваются быстрее, чем по степенному закону, а величина смещения, амплитуда ускорений и импульсов акустической эмиссии плавно уменьшаются с выходом на плато. Предложены возможные качественные механизмы возникновения микросрывов, учитывающие постепенное обводнение и высыхание зоны разлома после инжекции воды. Основной гипотезой является конкурирование процессов упрочнения и разупрочнения в зоне разлома при удалении воды из разлома вследствие высыхания и действия капиллярных сил. Неравномерное распространение этих процессов по разлому может создавать предпосылки либо для небольшого линейного смещения на ограниченном участке разлома, либо для небольшого смещения с поворотом. Эти смещения проявляются как микросрывы. Общее медленное проскальзывание вдоль разлома и уменьшение сдвигового напряжения приводит к уменьшению частоты микросрывов и их характерных параметров.