загрузка...

Вариации электрического сопротивления при росте осевой нагрузки в условиях постоянного всестороннего давления


В работах целого ряда исследователей [Воларович, Баюк, Ле- выкин, Томашевская, 1974; Моисеенко, Истомин, Алиева, 1968; Бакиев, Томашевская, Воларович, Бакиев, 1983; Физические свойства..., 1971; 1978; 1988] приводятся данные о характере изменений электрического сопротивления горных пород в процессе одноосного сжатия при наличии всестороннего давления. Для сухих кристаллических пород характерно общее понижение сопротивления, достигающее одного порядка перед разрушением образцов. Влагонасыщенные осадочные породы, испытанные при осевом сжатии и боковом давлении, показывали вначале возрастание, а затем снижение сопротивления с ростом осевой нагрузки. Отмечались также скачкообразные снижения сопротивления в моменты появления микротрещин в образце.

Была проведена серия экспериментов на образцах карбонатных горных пород Туркменистана с помощью установки высокого давления УВД-1п ИФЗ РАН. Она позволяла создать давление по- ровой жидкости внутри образца горной породы и всестороннее сжатие образца в полихлорвиниловой оболочке при помощи масла. Схема установки, а также методика работы на ней подробно рассмотрены в работе [Стаховская, Микаэлян, Соболев, 1981].
Во время проведения экспериментов проводилось измерение электрического сопротивления образцов по двухэлектродной схеме на переменном токе частотой 100 или 1000 Гц [Жуков, Пономарев, Стаховская, 1990]. Эксперименты проводились при постоянном всестороннем сжатии 60—90 МПа и поровом давлении 30—60 МПа. Дополнительное одноосное сжатие увеличивали вплоть до разрушения испытываемого образца.
Образец помещался в камеру высокого давления, а затем всестороннее сжатие и поровое давление доводились до необходимых величин. После стабилизации значений электрического сопротивления при постоянных величинах всестороннего сжатия и порового давления начинали увеличивать осевую нагрузку на образец небольшими ступенями, одновременно регистрируя значения сопротивления и деформации образца.
Как показано на рис. 5.5, сопротивление образцов при увеличении осевого сжатия вначале обычно возрастает, достигая 120 % от первоначального значения при нагрузке, близкой к половине от разрушающей. Этот рост, возможно, вызван процессами частичного перекрытия и разрушения токопроводящих каналов при закрытии некоторых трещин, ориентированных перпендикулярно оси приложения нагрузки.
Во время дальнейшего роста осевого сжатия происходит образование новых трещин, и поровая жидкость по ним проникает в глубь образца, приводя к образованию новых токопроводящих каналов, что обусловливает наблюдаемое снижение сопротивления.
В зависимости от вида разрушения предваряющее его снижение сопротивления имело различный вид. Так, при разрушении образца одной четко выраженной сдвиговой трещиной снижение сопротивления перед разрушением образца достигало 10 %, а после него произошло падение сопротивления с 1,2 МОм до 0,8 Ом. То есть в процессе разрушении образца возникла макротрещина — токопроводящий канал, который практически замкнул измерительные электроды между собой.

В другом случае происходит разрушение образца с образованием большого количества относительно мелких трещин. То есть создается зона раздробленного материала или, говоря иначе, при наличии обширной области дилатан- сии снижение сопротивления перед разрушением образца достигает 50%.
Даже спустя некоторое время после разрушения образца его сопротивление снижалось, вероятно, за счет продолжающегося заполнения поровой жидкостью вновь образованных трещин. Были отмечены также и знакопеременные изменения сопротивления непосредственно перед разрушением образца.
Сопоставляя результаты испытаний образцов в атмосферных условиях [Жуков, Пономарев, 1990; Жуков, Пономарев, Стахов- ская, 1990] и при наличии всестороннего сжатия и порового давления, можно отметить, что в первом случае были выявлены факты увеличения сопротивления в процессе подготовки разрушения, а во втором практически всегда наблюдалось снижение сопротивления.
Скачкообразные знакопеременные изменения сопротивления, вероятно, обусловлены образованием вновь возникающих трещин.

Можно ожидать увеличения сопротивления горных пород непосредственно в зоне интенсивного образования трещин (будущего очага землетрясения), если поровая жидкость не будет успевать проникать во вновь образующиеся трещины (при малом поровом давлении или недостаточном количестве поровой жидкости) или при разрушении сухого массива горных пород. 
<< | >>
Источник: Кузьмин Ю.О., Жуков В.С.. Современная геодинамика и вариации физических свойств горных пород. — 2-е изд., стер.. 2012

Еще по теме Вариации электрического сопротивления при росте осевой нагрузки в условиях постоянного всестороннего давления:

  1. 4. ПОСТОЯННЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛЬСТВА ГОСУДАРСТВ ПРИ МЕЖДУНАРОДНЫХ ОРГАНИЗАЦИЯХ
  2. Гарантии при переводе на другую постоянную нижеоплачиваемую работу
  3. 3.1. Постоянные разницы и постоянные налоговые обязательства, их признание и отражение в бухгалтерском учете
  4. § 5. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕМЛИ
  5. Нормы нагрузки судебных приставов
  6. 1.Гетерогенность: вариации схемы
  7. Пассионарность и ее вариации
  8. ВСЕСТОРОННИЙ И КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД
  9. § 8. Оплата при отклонении от установленных условий труда
  10. 3.7. Согласование условий аудита при повторяющемся аудите
  11. Умственное воспитание и всестороннее развитие личности
  12. Метод ФСА при РУР в условиях неопределенности
  13. § 4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ РУЧНОЙ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ
  14. ВЬЕТНАМ НА ПУТЯХ ВСЕСТОРОННЕГО ОБНОВЛЕНИЯ (1991-2004)
  15. Кузьмин Ю.О., Жуков В.С.. Современная геодинамика и вариации физических свойств горных пород. — 2-е изд., стер., 2012
  16. 5.2.7. Санкции, применяемые заказчиком к подрядчику при установлении нарушений (неисполнения) условий договора
  17. ДАВЛЕНИЕ ЖИДКОСТИ
  18. ЧТО ТАКОЕ ДАВЛЕНИЕ ГАЗОВ?
  19. ПРЕКРАЩЕНИЕ ИЛИ ОГРАНИЧЕНИЕ ПОДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ЛИБО ОТКЛЮЧЕНИЕ ОТ ДРУГИХ ИСТОЧНИКОВ 627 ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ (ст. 2151 УК РФ).