| Название: | Наносекундная динамика микротрещин в геоматериалах при воздействии на них ударных волн |
| Грантодатель: | РФФИ |
| Область знаний: | 05 НАУКИ О ЗЕМЛЕ |
| Научная дисциплина: | 05-311 Механические свойства и разрушение геоматериалов и горных массивов |
| Ключевые слова: | физика разрушения, горные породы, прогнозирование, дефект, иерархия |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Веттегрень,ВИ |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 13-05-00011 |
| Финансирование 2015 г.: | 350000 |
| Исполнители: |
Кулик,ВБ: лаб. физики прочности (Кадомцева,АГ)
Мамалимов,РИ: лаб. физики прочности (Кадомцева,АГ)
Самуйлов,СД: лаб. физики прочности (Кадомцева,АГ)
Щербаков,ИП: лаб. физики прочности (Кадомцева,АГ)
|
Впервые установлено, что разрушение мрамора кварца и гранитов под действием ударных волн происходит путем выброса плазмы и распада на осколки с линейными размерами от нескольких мкм до нескольких мм. Плазма состоит из возбужденных положительных ионов и электронов, образовавшихся при разрывах межатомных связей. Релаксация возбуждения ионов приводит к люминесценции плазмы, анализ которой позволил исследовать состав плазмы и динамику разрушения с временным разрешением 10 нс. Найдено, что разрушение представляет собой набор отдельных актов, время существования которых не превышает несколько нс, возникающих последовательно, друг за другом, с интервалом в несколько десятых мкс. Механизм разрушения под воздействием ударной волны существенно отличен от разрушения под влиянием удара или трения. А именно, разрушение в ударной волне происходит не путем роста и объединения микротрещин, а испарением положительно заряженных ионов и электронов. Различие обусловлено тем, что, как показали наши измерения, скорость ударных волн больше скорости звука, поэтому трещины не успевают образоваться и вырасти до нужного размера. Предложен новый механизм разрушения геоматериалов под действием ударной волны, согласно которому ударная волна, пробегая через скопления дислокаций, «дотягивает» межатомные связи до разрыва. В результате часть материала породы вылетает в виде положительно заряженных ионов и электронов, а оставшаяся, неразрушенная часть - выпадает в виде мелких осколков. Методами флуоресцентной, рамановской и инфракрасной спектроскопии изучена структура этих осколков. Установлено, что они состоят из диаплектических стекол, т.е. минералов с сильно искаженными кристаллическими решетками.
