Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Chuyển động chậm như sóng biến dạng không đàn hồi trong môi trường dẻo và giòn
Tóm tắt
Bài báo này cung cấp một cái nhìn tổng quan về nghiên cứu liên quan đến chuyển động chậm và sóng biến dạng trong lòng đất, đồng thời đề xuất một giả thuyết hợp lý rằng tất cả các rối loạn căng – biến dạng dưới dạng sóng chậm lan truyền trong rắn và môi trường địa chất, bao gồm sóng nhựa trong kim loại và sóng trong các đứt gãy với quy mô khác nhau, có chung bản chất vật lý. Các vật rắn và môi trường địa chất chịu tải là hệ thống đa quy mô tổ chức theo thứ bậc hoạt động, thể hiện động lực học phi tuyến và mất ổn định khi bị tác động bởi bất kỳ quá trình động lực học nào tại các ranh giới khối, ví dụ, sự dịch chuyển trong các vùng đứt gãy. Một loại môi trường như vậy phản ứng một cách hợp tác với kích thích tham số bằng cách sinh ra sóng biến dạng chậm (sóng tự động) như một cách tự tổ chức của nó. Để hỗ trợ cho khái niệm đã đề xuất, một mô hình toán học nhất quán được gợi ý để mô tả sự tiến hóa của trạng thái căng – biến dạng và sóng biến dạng tự động chậm trong một môi trường đàn hồi – nhựa không ổn định, cùng với các ví dụ về mô phỏng được trình bày cho sóng biến dạng tự động trong các vật liệu dẻo dưới tác dụng kéo và các vật liệu gần giòn cùng môi trường địa chất với vùng đứt gãy dưới tác dụng nén.
Từ khóa
#chuyển động chậm #sóng biến dạng #rắn #môi trường địa chất #sóng nhựa #mô hình toán học #động lực học phi tuyếnTài liệu tham khảo
Goldin, S.V., Yushin, V.I., Ruzhich, V.V., and Smekalkin, O.P., Slow Motions: Myth or Reality? Physical Basics for Rock Failure Prediction: Proc. IX Int. Workshop, Krasnoyarsk, 2002, Novosibirsk: Geo, 2002, pp. 213–220.
Bykov, V.G., Strain Waves in the Earth: Theory, Field Data, and Models, Rus. Geol. Geophys., 2005, vol. 46, no. 11, pp. 1158–1170.
Guberman, Sh.A., D Waves and Earthquakes. Theory and Analysis of Seismic Observations, Comput. Seismol., 1980, no. 12, p. 136.
Nevsky, M.V., Fews, G.S., and Morozova, L.A., Strain Propagation: Field Data and Models, Physical Basics of Seismic Monitoring (Unconventional Geophysics), Moscow: Nauka, 1991, pp. 39–56.
Nevsky, M.V., Artamonov, A.M., and Riznichenko, O.Yu., Strain Waves and Seismic Energy, Dokl. Akad. Nauk SSSR, 1991, vol. 318, no. 2, pp. 316–320.
Bykov, V.G., Waves of Activation in Crustal Faults, Tikhookean. Geol., 2000, vol. 19, no. 1, pp. 104–108.
Bykov, V.G., Nonlinear Wave Processes in Geological Media, Vladivostok: Dalnauka, 2000.
Malamud, A.S. and Nikolaevsky, V.N., Recurrence of Pamirs-Hindu Kush Earthquakes and Tectonic Waves in Subducting Plates, Dokl. Akad. Nauk SSSR, 1983, vol. 269, pp. 1075–1078.
Malamud, A.S. and Nikolaevsky, V.N., Cyclic Seismotectonic Events at the Indian Plate Edges, Dokl. Akad. Nauk SSSR, 1985, vol. 283, no. 6, pp. 1333–1337.
Malamud, A.S. and Nikolaevsky, V.N., Mantle Fault Activation Beneath the Hindu Kush in 1983-1985, Dokl. Akad Nauk. SSSR, 1989, vol. 308, no. 2, pp. 324–328.
Psakhie, S.G., Ruzhich, V.V., Smekalin, O.P., and Shilko, E.V., Response of the Geological Media to Dynamic Loading, Phys. Mesomech., 2001, vol. 4, no. 1, pp. 63–66.
Kuzmin, Yu.O., Deformation Autowaves in Fault Zones, Izv. Phys. Solid Earth, 2012, vol. 48, no. 1, pp. 1–16.
Kuzmin, Yu.O., Recent Geodynamics of the Faults and Paradoxes of the Rates of Deformation, Izv. Phys. Solid Earth, 2013, vol. 49, no. 5, pp. 626–642.
Vostrikov, V.I., Ruzhich, V.V., and Federyaev, O.V., Monitoring Rock Fall-Hazardous Sites in Open Pit Walls, J. Min. Sci., 2009, vol. 45, no. 6, pp. 620–627.
Levina, E.A. and Ruzhich, V.V., Earthquake Migration as a Manifestation of Strain Waves in the Earth Crust, Trigger Effects in Geosystems: Proc. All-Russian Workshop, Moscow: Geos, 2010, pp. 71–78.
Oparin, V.N., Sashurin, A.D., Leontiev, A.V., et al., Earth’ s Crust Destruction and Self-Organization in the Areas of Severe Mining Impact, Melnikov, N.N., Ed., Novosibirsk: SO RAN, 2012.
Levina, E.A. and Ruzhich, V.V., The Seismicity Migration Study Based on Space-Time Diagrams, Geodyn. Tectonophys., 2015, vol. 6, no. 2, pp. 225–240.
Sherman, S.I. and Gorbunova, E.A., Wave Origin of Fault Activation in the Central Asia on the Basis of Seismic Monitoring, Fiz. Mezomekh., 2008, vol. 11, no. 1, pp. 115122.
Gorbunova, E.A. and Sherman, S.I., Slow Deformation Waves in the Lithosphere: Registration, Parameters, and Geodynamic Analysis (Central Asia), Russ. J. Pac. Geol., 2012, vol. 6, no. 1, pp. 13–20.
Mukhamediev, ShA., Grachev, A.F., and Yunga, S.L., Nonstationary Dynamic Control of Seismic Activities of Platform Regions by Mid-Ocean Ridges, Izv. Phys. Solid Earth, 2008, vol. 44, no. 1, pp. 9–17.
Guberman, Sh.A., On Certain Mechanisms of Earthquake Initiation, Dokl. Akad. Nauk SSSR, 1975, vol. 224, no. 3, pp.573-576.
Zhadin, V.V., Space-and-Time Relationships between Strong Earthquakes, Izv. Phys. Solid Earth, 1984, no. 1, pp. 25–28.
Androsov, I.V., Zhadin, V.V., and Potashnikov, I.A., Space-Time Structure of Earthquake Migration and Seismic Belts, Dokl. Akad. Nauk SSSR, 1989, vol. 306, no. 6, pp. 1339–1342.
Zuev, L.B., Danilov, V.I., and Barannikova, S.A., Physics of Plastic Flow Macrolocalization, Novosibirsk: Nauka, 2008.
Zuev, L.B., On the Wave Character of Plastic Flow. Macroscopic Autowaves of Deformation Localization, Phys. Mesomech., 2006, vol. 9, no. 3–4, pp. 43–50.
Danilov, V.I., Barannikova, S.A., and Zuev, L.B., Localized Strain Autowaves at the Initial Stage of Plastic Flow in Single Crystals, Tech. Phys. Russ. J. Appl. Phys., 2003, vol. 48, no. 11, pp. 1429–1435.
Makarov, P.V. and Romanova, V.A., New Criterion for Plastic Flow by Deformation at Mesoscale, Mat. Model., 2000, vol. 12, no. 11, pp. 91–101.
Makarov, P.V., Romanova, V.A., and Balokhonov, R.R., Numerical Modeling of Heterogeneous Plastic Deformation with Consideration for Generation of Localized Plastic Shears at Interfaces and Free Surfaces, Phys. Mesomech., 2001, vol. 4, no. 5, pp. 29–38.
Peryshkin, A.Yu. and Makarov, P.V., Modeling of Slow Strain Fronts in Strong Media. Their Role in Critical States, Proc. Int. Conf. on Modern Science, Moscow, 2015, Kirov: MCNIP, 2015, pp. 32–40.
Zuev, L.B., Barannikova, S.A., and Nadezhkin, M.V., On Slow Wave Processes in Rocks, Proc. Int. Conf. on Advanced Materials in Construction and Engineering, Tomsk, 2014, pp. 582–589.
Makarov, P.V., Mathematical Theory of Evolution of Loaded Solids and Media, Phys. Mesomech., 2008, vol. 11, no. 5–6, pp. 213–227.
Makarov, P.V., Self-Organized Criticality of Deformation and Prospects for Fracture Prediction, Phys. Mesomech., 2010, vol. 13, no. 5–6, pp. 292–305.
Makarov, P.V. and Eremin, M.O., Jerky Flow Model as a Basis for Research in Deformation Instabilities, Phys. Mesomech., 2014, vol. 17, no. 1, pp. 62–80.
Makarov, P.V., Evolutionary Nature of Destruction of Solids and Media, Phys. Mesomech., 2007, vol. 10, no. 3-4, pp.134–147.
Makarov, P.V., Smolin, I.Yu., Stefanov, Yu.P., et al., Nonlinear Mechanics of Geological Materials and Media, Novosibirsk: Geo, 2007.
Makarov, P.V., Evolutionary Nature of Structure Formation in Lithospheric Material: Universal Principle for Fractality of Solids, Russ. Geol. Geophys. 2007, vol. 48, no. 7, pp. 558–574.
Ruzhich, V.V., Truskov, V.A., Chernykh, E.N., and Smekalkin, O.P., Recent Movements in Near-Baikal Fault Zones and Mechanisms of Their Initiation, Geol. Geofiz., 1999, vol. 40, no. 3, pp. 360–372.
Nevsky, M.V., Morozova, L.A., and Zhurba, M.N., Effect of Propagation of Long-Period Strain Perturbations, Dokl. Akad. Nauk SSSR, 1997, vol. 296, no. 5, pp. 1090–1094.
Nersesov, I.L., Lukk, A.A., Zhuravlev, VI., and Galaganov, O.N., On Strain Wave Propagation in the Crust of South Central Asia, Fiz. Zemli, 1990, no. 5, pp. 102–112.
Lukk, A.A. and Nersesov, I.L., Temporal Variations of Some Parameters of Seismotectonic Processes, Fiz. Zemli, 1982, no. 3, pp. 10–27.
Gamburtseva, N.G., Lyuke, E.I., Nikolaevskii, V.N., et al., Periodic Variations of Seismic Wave Parameters in the Lithosphere on Powerful Explosions, Dokl. Akad. Nauk SSSR, 1982, vol. 266, no. 6, pp. 1349–1353.
Rodionov, V.N., Adushkin, V.V., Kostyuchenko, V.N., et al., Mechanical Effects of an Underground Explosion, Moscow: Nedra, 1971.
Abduvaliev, A.K., Voitov, G.I., and Rudakov, V.P., Radon Precursors of Certain Strong Earthquakes in Central Asia, Dokl. Akad. Nauk, 1986, vol. 291, no. 4, pp. 924–927.
Wilkins, M.L., Calculation of Elastic-Plastic Flow, Methods in Computational Physics, Vol. 3, Alder, B., Fernbach, S., and Rotenberg, M., Eds., New York: Academic Press, 1964, p. 211.
Makarov, P.V. and Eremin, M.O., Fracture Model of Brittle and Quasibrittle Materials and Geomedia, Phys. Mesomech., 2013, vol. 16, no. 3, pp. 207–226.
Garagash, I.A. and Nikolaevskii, V.N., Non-Associated Flow Rules and Plastic Strain Localization, Usp. Mekh., 1989, vol. 12, no. 1, pp. 131–183.
Hill, D.P., Johnston, M.J.S., Langbein, J.O., and Bilham, R., Response of Long Valley Caldera to the M = 7.3 Landers, California, Earthquake, J. Geophys. Res. B, 1995, vol. 100, no. 7, pp. 12985–13005.
Barabanov, V.L., Grinevskii, L.O., Belikov, V.M., and Ishankuliev, G.L., Migration of Crustal Earthquakes, Dynamic Processes in a Geophysical Medium, Moscow: Nauka, 1994, pp. 149–167.