- Details
- Parent Category: Геотехнічна механіка, 2018
Geoteh. meh. 2018, 140, 50-60
DOI: https://doi.org/10.15407/geotm2018.03.050
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИИ ЧАСТИЦ ГЕОМАТЕРИАЛОВ ПРИ РАЗРУШЕНИИ
1Горобец Л.Ж., 2Верхоробина И.В.
1Национальный технический университет «Днепровская политехника»,
2Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины
УДК [622.02: 539.2/8]: 620.174.24
Язык: Русский
Аннотация.
Цель работы состоит в обобщении закономерностей формирования распределений частиц по размерам при разрушении (измельчении) материалов с позиций новых открытий в физике разрушения и современных знаний о развитии фрагментирования в нагружаемом геоматериале, в частности, с учетом дискретно-волновой природы вещества, авторезонансного механизма разрушения (диспергирования) и фрактального закона о полимодальном распределении частиц по размерам. Рассмотрены закономерности формирования распределений по размерам частиц при разрушении с учетом связей, задающих структуру и уровень накопления энергии к моменту распада твердого тела на фрагменты и отдельности. Важным фактором взаимодействия и укрупнения микротрещин является гетерогенность структуры нагружаемого тела. Обоснованы физические принципы, критерии и параметры эволюции фрагментирования при нагружении геологического материала. В развитии эффектов диспергирования ведущая роль отводится стадии авторезонанса. Принцип автомодельности разрушения на любом масштабном уровне задает связь длины акустических волн при разрывах с длиной трещин. Сформулированы научные предпосылки изучения гранулометрии разрушенных частиц. Новый подход к решению поставленной задачи включает использование связи дискретно-волнового критерия микроразрушения с процессом диспергирования. Дано физическое объяснение закономерности появления максимумов на кривых распределения частиц по размерам. Процесс формирования гранулометрического состава частиц при разрушении (дроблении, измельчении) реализуется с участием закономерности выполнениядля ряда характерных размеров частиц геометрической прогрессии, основанием которой служит величина дискретно-волнового критерия микроразрушения Вl= 2,1–3,1. Приведенные примеры подтверждают принцип подобия распределений трещин и отдельностей. Поскольку характерные размеры образующихся частиц кратны величине Вl, представляется целесообразным при оценке гранулометрии измельченных продуктов соблюдение величины модуля классификации на уровне значения дискретно-волнового критерия микроразрушения.
Ключевые слова: геологические материалы, трещина, разрушение, дискретно-волновой критерий, измельчение, гранулометрия.
Список литературы:
1. Куксенко В.С. Микромеханика разрушения материалов: Автореф. дис…д-ра физ.-мат. наук: 01.04.07/Ин-т высокомолек. соедин.-Л., 1977. - 36 с.
2. Куксенко В.С. Кинетические аспекты процесса разрушения и физические основы его прогнозирования // Прогноз землетрясений, 1984, № 4, C. 8-20.
3. Бовенко В.Н. Основные положения автоколебательной модели предразрушающего состояния твердых тел // ДАН СССР,-1986, Т. 286, № 5, С. 1097-1101.
4. Бовенко В.Н. Синергетические эффекты и закономерности релаксационных колебаний в состоянии предразрушения твердого тела: Автореф. дисс. д-ра физ.-мат. наук: М.: 1990, 30 с.
5. Бовенко В.Н., Горобец Л.Ж. Применение автоколебательной теории разрушения для прогнозирования энергоемкости процесса измельчения твердых тел // ФТПРПИ, 1986, № 1, С. 106-111.
6. Горобец Л.Ж. Развитие научных основ измельчения твердых полезных ископаемых. Автореф. дисс. д-ра техн. наук, Днепропетровск: НГУ, 2004, 35 с.
7. Горобец Л.Ж., Верхоробина И.В. Трансформация энергии на стадии диспергирования нагружаемой геосреды, Геотехническая механика: межведоств. сб. науч. тр., 2017, Вып. 136, С. 107-115.
8. Чупрынин В.И. Разрывные автоколебания в геофизических системах, М.: Наука, 1983, 92 с.
9. Горобец Л.Ж., Верхоробина И.В. Принципы и показатели функционирования геосреды при нагружении, Геотехническая механика: межвед. сб. науч. тр., 2016, Вып. 129, С.122-135.
10. Бовенко В.Н., Горобец Л.Ж. О проявлении дискретности твердых тел //ДАН СССР,. 1987, Т. 292, № 5, С. 1095-1100.
11. Гейликман М.Б., Писаренко В.Ф. О самоподобии в геофизических явлениях. Дискретные свойства геофизической среды / Под ред. Садовского М.А., М.: Наука, 1989, С. 109-131.
12. Петров В.А., Горобец Л.Ж. Размерный эффект концентрационного порога разрушения // Изв. АН СССР. Физика земли, 1987, № 1, С. 95-98.
13. Веттегрень В.И. Куксенко В.С., Томилин Н.Г., Крючков М.А. Кинетика и иерархия процесса накопления трещин в гетерогенных материалах. Геодинамика и напряженное состояние недр Земли / Ред. Леонтьев А.В., Новосибирск: Институт горного дела. 2004. С. 373–377.
14. Лютый А.И., Поповченко С.Е. Строение Земли и геологические процессы в свете релаксации упругой энергии вещества недр: Монография, Днепропетровск: НГУ, 2005, 272 с.
15.Бовенко В.Н., Старцев В.М. Дискретно-волновая природа надмолекулярной организации аморфного полимера //Высокомолек. соед., Серия Б., 1994, Т. 36, № 6, С. 1004 –1008.
16. Бовенко В.Н., Герасимов Р.Ю., Горобец Л.Ж.Радиоспектроскопия продуктов сверхтонкого измельчения // Научная сессия НИЯУ МИФИ-2010. Аннотации докладов. В 3 томах. Т.2. Нанофизика и нанотехнологии. Фундаментальные проблемы науки, М.:НИЯУМИФИ, 2010, С. 73-74.
17. Горобец Л.Ж., Шуляк И.А., Верхоробина И.В., Методика исследования и оценки показателей диспергирования горных пород, Вестник Нац. техн. ун-та “ХПИ”, №51, 2005, с.132-138.
18. Бовенко В.Н., Горобец Л.Ж. Дискретно-волновая природа диспергирования // Науковий вісник НГУ, 2008, №1, С. 7-9.
Об авторах:
Горобец Лариса Жановна, доктор технических наук, профессор, Национальный технический университет «Днепровская Политехника» (НТУ «ДП»), г. Днепр, Украина, larisa-gorobets@rambler.ru
Верхоробина Инна Владимировна, магистр, инженер в отделе геодинамических систем и вибрационных технологий, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), г.Днепр, Украина, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.