| Инд. авторы: | Опарин В.Н., Адушкин В.В., Востриков В.И., Усольцева О.М., Мулев С.Н., Юшкин В.Ф., Киряева Т.А., Потапов В.П. |
| Заглавие: | Развитие экспериментальнотеоретических основ нелинейной геотомографии. Часть I: Формулировка и обоснование задачи исследований |
| Библ. ссылка: | Опарин В.Н., Адушкин В.В., Востриков В.И., Усольцева О.М., Мулев С.Н., Юшкин В.Ф., Киряева Т.А., Потапов В.П. Развитие экспериментальнотеоретических основ нелинейной геотомографии. Часть I: Формулировка и обоснование задачи исследований // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2019. - № 1. - С.5-25. - ISSN 0236-1493. |
| Внешние системы: | DOI: 10.25018/0236-1493-2019-01-0-5-25; РИНЦ: 36715128; |
| Реферат: | eng: The article formulates a topical problem of development of an experimental and theoretical framework for implementing nonlinear geotomography using pendulum waves towards quantitative stress-strain diagnostics and control in hierarchical block structures of rock masses. Finding a solution to this problem is of great practical significance in design and deployment of the next-level integrated monitoring systems of geomechanical and geodynamic safety in the active subsoil use regions in Siberia (Norilsk, Yakutia, Kuzbass). Using the coefficient of blast or earthquake-induced load by Academician Sadovsky allows recording not more than 1-5% of elastic energy in focal zones. Considerable energy is consumed by propagation of nonlinear deformation waves and formation of stress zones. The basic information about these processes is given by the dynamic and kinematic characteristics of pendulum waves. This part of the article shows that currently accumulated experience of experimental and analytical research and applications is sufficient to expand capabilities of classical geotomography by using elastic pendulum-type waves characterized by wide range of velocities. rus: Сформулирована проблема развития экспериментально-теоретических основ нелинейной геотомографии на волнах маятникового типа для количественной диагностики и контроля напряженно-деформированного состояния массивов горных пород блочноиерархического строения, что имеет важное практическое значение при построении и создании нового уровня комплексных мониторинговых систем геомеханико-геодинамической безопасности в областях активного недропользования Сибири (Норильск, Якутия, Кузбасс). Отмечено, что согласно коэффициенту сейсмического действия взрывов и землетрясений по акад. М.А. Садовскому регистрируется обычно не более 1-5% упругой энергии очаговых зон разрушения горных пород, и значительная часть энергии расходуется на развитие нелинейных деформационно-волновых процессов и образование зон напряженного состояния. Основную информацию об этих процессах несут динамико-кинематические характеристики волн маятникового типа. В данной части статьи показано, что накопленный к настоящему времени опыт экспериментально-аналитических исследований и их практических приложений является достаточным для расширения возможностей классической геотомографии за счет «включения в оборот» широкой по скоростному диапазону группы нелинейных упругих волн маятникового типа. |
| Ключевые слова: | eikonal and its analog for pendulum waves; blast or earthquake-induced load coefficient by M.A. Sadovsky; nonlinear deformation wave processes; focal zones of disastrous events; Pendulum waves; active and passive seismic tomography techniques; эффект дальнодействия взрывов по М.А. Садовскому-В.В. Адушкину; эйконал и его аналог для маятниковых волн; коэффициент сейсмического действия землетрясений и взрывов по М.А. Садовскому; нелинейные деформационно-волновые процессы; очаговые зоны катастрофических событий; волны маятникового типа; методы активной и пассивной сейсмотомографии; long-range effect of blasting by Sadovsky-Adushkin; |
| Издано: | 2019 |
| Физ. характеристика: | с.5-25 |
| Цитирование: | 1. Сейсмическая томография / Под ред. Т. Нолета. - М.: Мир, 1990. - 415 с. 2. Гурвич И. И., Боганик Г. Н. Сейсмическая разведка. - М.: Недра, 1980. - 551 с. 3. Пузырев Н. Н. Методы сейсмических исследований. - Новосибирск: Наука, 1992. - 233 с. 4. Петрашень Г. И. Распространение волн в анизотропных упругих средах. - Л.: Наука, 1980. - 280 с. 5. Седов Л. И. Механика сплошной среды, т. 1, 2. - М.: Наука, 1970. 6. Гузев М. А., Макаров В. В. Деформирование и разрушение сильно сжатых горных пород вокруг выработок. - Владивосток: Дальнаука, 2007. - 232 с. 7. Курленя М. В., Опарин В. Н. Скважинные геофизические методы диагностики и контроля напряженно-деформированного состояния массивов горных пород. - Новосибирск: Наука, 1999. - 335 с. 8. Адушкин В. В., Опарин В. Н. От явления знакопеременной реакции горных пород на динамическое воздействие - к волнам маятникового типа в напряженных геосредах // ФТПРПИ. - ч. I. - 2012. - № 2. - С. 3-27; ч. II. - 2013. - № 2. - С. 3-46; ч. III. - 2014. - № 4. - С. 10-38; ч. IV. - 2016. - № 1. - С. 3-49. 9. Опарин В. Н., Юшкин В. Ф., Пороховский Н. Н., Гришин А. Н., Рублев Д. Е., Кулинич Н. А., Юшкин А. В. О влиянии массового взрыва в карьере строительного камня на формирование спектра сейсмических волн // ФТПРПИ. -2014. - № 5. - С. 74-89. 10. Опарин В. Н., Юшкин В. Ф., Рублев Д. Е., Кулинич Н. А., Юшкин А. В. О верификации кинематического выражения для волн маятникового типа по данным сейсмических измерений в условиях рудника Таштагольский и мраморного карьера Искитимский // ФТПРПИ. - 2015. - № 2. - С. 3-23. 11. Опарин В. Н., Симонов Б. Ф., Юшкин В. Ф., Востриков В. И., Погарский Ю. В., Назаров Л. А. Геомеханические и технические основы увеличения нефтеотдачи пластов в виброволновых технологиях. - Новосибирск: Наука, 2010. - 404 с. 12. Шер Е. Н., Александрова Н. И., Айзенберг-Степаненко М. В., Черников А. Г. Влияние иерархической структуры блочных горных пород на особенности распространения сейсмических волн // ФТПРПИ. - 2007. - № 6. - С. 20-28. 13. Багаев С. Н., Опарин В. Н., Орлов В. А., Панов С. В., Парушкин и др. О волнах маятникового типа и методе их выделения от крупных землетрясений по записям лазерного деформографа // ФТПРПИ. - 2010. - № 3. - С. 3-11. 14. Александрова Н. И., Черников А. Г., Шер Е. Н. О затухании маятниковых волн в блочном массиве горных пород // ФТПРПИ. - 2006. - № 5. - С. 67-74. 15. Александрова Н. И. Лекции по теме «Маятниковые волны» в рамках курса «Нелинейная геомеханика»: учеб. Пособие. - Новосибирск: ИГД СО РАН, 2012. - 72 с. 16. Опарин В. Н., Тимонин В. В., Карпов В. Н. Количественная оценка эффективности процесса разрушения горных пород при ударно-вращательном бурении скважин // ФТПРПИ. - 2016. - № 6. - С. 60-74. 17. Опарин В. Н., Тимонин В. В., Карпов В. Н., Смоляницкий Б. Н. О применении энергетического критерия объемного разрушения горных пород при совершенствовании технологии ударно-вращательного бурения скважин // ФТПРПИ. - 2017. - № 6. - С. 81-104. 18. Опарин В. Н. К теоретическим основам описания взаимодействия геомеханических и физико-химических процессов в угольных пластах // ФТПРПИ. - 2017. - № 2. - С. 3-19. 19. Опарин В. Н., Адушкин В. В., Киряева Т. А., Потапов В. П., Черепов А. А., Тюхрин В. Г., Глумов А. В. О влиянии волн маятникового типа от землетрясений на газодинамическую активность угольных шахт Кузбасса // ФТПРПИ. - 2018. - № 1. - С. 3-15. 20. Опарин В. Н., Тапсиев А. П., Востриков В. И., Усольцева О. М., Аршавский В. В., Жилкина Н. Ф., Бабкин Е. А., Самородов Б. Н., Наговицин Ю. Н., Смолов К. В. О возможных причинах увеличения сейсмической активности шахтных полей рудников «Октябрьский» и «Таймырский» Норильского месторождения // ФТПРПИ. - ч. I. - 2004. - № 4. - С. 3-22; ч. II. - 2004. - № 5. - С. 3-25; ч. III. - 2004. - № 6. - С. 5-22; ч. IV. - 2005. - № 1. - С. 3-8. 21. Опарин В. Н., Еманов А. Ф., Востриков В. И., Цибизов Л. В. О кинематических особенностях развития сейсмоэмисионных процессов при отработке угольных месторождений Кузбасса // ФТПРПИ. - 2013. - № 4. - С. 3-22. 22. Курленя М. В., Опарин В. Н., Востриков В. И. О формировании упругих волновых пакетов при импульсном возбуждении блочных сред. Волны маятникового типа Jμ // ДАН. - 1993. - т. 333. - № 4. - С. 512-521. 23. Курленя М. В., Опарин В. Н., Востриков В. И. Волны маятникового типа // ФТПРПИ. - ч. I. - 1996. - № 3. - С. 3-8; ч. II. - 1996. - № 4. - С. 3-39; ч. III. - 1996. - № 5. - С. 3-27. 24. Шемякин Е. И. Динамические задачи теории упругости и пластичности. - М.: ННЦГП ИГД им. А.А. Скочинского, 2007. - 207 с. 25. Лаврентьев М. М., Зеркаль С. М., Трофимов О. Е. Численное моделирование в томографии и условно-корректные задачи. - Новосибирск: Изд-во ИДМИ НГУ, 1999. - 171 с. 26. Хелгасон С. М. Преобразование Радона. - М.: Мир, 1983. - 150 с. 27. Тихонов А. Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач. - М.: Наука, 1979. - 285 с. 28. Лаврентьев М. М. Условно-корректные задачи для дифференциальных уравнений. - Новосибирск: НГУ, 1973. - 71 с. 29. Тихонов А. Н., Арсенин В. Я., Тимонов А. А. Математические задачи компьютерной томографии. - М.: Наука, 1987. - 535 с. 30. Лаврентьев М. М., Романов В. С., Шишатский С. П. Некорректные задачи математической физики и анализа. - Новосибирск: Наука, 1980. - 286 с. 31. Алексеев А. С., Лаврентьев М. М., Мухометов Р. Г., Романов В. Г. Численный метод решения трехмерной обратной кинематической задачи сейсмики // Математические проблемы геофизики. Вып. 1. - Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1969. - С. 179-201. 32. Алексеев А. С., Цибульчик Г. М. Математические модели сейсморазведки // Актуальные проблемы вычислительной математики и математического моделирования. - Новосибирск: Наука, 1985. - С. 81-108. 33. Шемякин Е. И., Курленя М. В., Опарин В. Н., Рева В. Н., Розенбаум Н. А. Открытие № 400 СССР. Явление зональной дезинтеграции горных пород вокруг подземных выработок. БИ. 1992. № 1. 34. Шемякин Е. И., Фисенко Г. Л., Курленя М. В., Опарин В. Н. и др. Эффект зональной дезинтеграции горных пород вокруг подземных выработок // ДАН. - 1986. - т. 289. - № 5. - С. 1088-1094. 35. Опарин В. Н., Курленя М. В. О скоростном разрезе Земли по Гутенбергу и возможном его геомеханическом объяснении // ФТПРПИ. - ч. I. - 1994. - № 2. - С. 14-26; ч. II. - 1994. - № 3. - С. 44-57; ч. III. - 1994. - № 4. - С. 20-33; ч. IV. - 1994. - № 6. - С. 30-58. 36. Опарин В. Н. Масштабный фактор явления зональной дезинтеграции горных пород и стратификация недр Луны по сейсмическим данным // ФТПРПИ. - 1997. - № 6. - С. 3-17. 37. Садовский М. А., Кедров О. К., Пасечник И. П. О сейсмической энергии и объеме очагов при коровых землетрясениях и подземных взрывах // ДАН. - 1985. - т. 283. - № 5. - С. 1153-1156. 38. Загорский Л. С., Шкуратник В. Л. Метод определения вертикального сейсмического разреза массива горных пород с использованием волн типа Рэлея // Акустический журнал. - 2013. - т. 59. - № 2. - С. 222-231. 39. Загорский Л. С., Шкуратник В. Л. Применение почти-периодических функций для сейсмического профилирования // Акустический журнал. - 2014. - т. 60. - № 3. - С. 272-278. 40. Александрова Н. И. Нестационарные волновые процессы в блочных и упругих средах с учетом вязкости и внешнего сухого трения: Автореф. Дис. … д-ра физ.-мат.наук. - Новосибирск: ИГ иЛ СО РАН, 2015. - 42 с. 41. Wang K. B., Pan Y. S. Numerical simulation of rock burst processes of a circular tunnel at different lateral pressure coefficients, Rock and Soil Mechanics, 2010, 31, no 6. 42. Wang K., Pan Y. S., Oparin V., Aleksandrova N., Chanyshev A. Energy conversion and transferrin block-rock media on dynamics propogation / Proc. Of the 2018 Europen Rock Mechanics Symposium (EUROCK 2018, Saint Petersburg, Russia, 22-26 may 2018). - Vol. 2. - 2018. - CRC Press, Taylor & Francis Group, London, UR, pp. 1515-1520. 43. Qian Qihu, Zou Xiaoping. Noneuclidem continuum model of the zonal disintegration of surrounding rock around a deep circular tunnel in nondydrostatic pressure state, Journal of Mining Science, 2011, 47 (1). |
