Вышедшие номера
Изменение фрактальной геометрии микротрещин в процессе деформирования: рентгеновская микротомография, акустическая эмиссия и моделирование методом дискретных элементов
Дамаскинская Е.Е. 1, Гиляров В.Л. 1, Кривоносов Ю.С. 2, Бузмаков А.В. 2, Асадчиков В.Е. 2, Фролов Д.И.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Москва, Россия
Email: Kat.Dama@mail.ioffe.ru, Vladimir.Hilarov@mail.ioffe.ru, Yuri.S.Krivonosov@yandex.ru, buzmakov@gmail.com, asad@crys.ras.ru
Поступила в редакцию: 4 июня 2024 г.
В окончательной редакции: 11 июня 2024 г.
Принята к печати: 12 июня 2024 г.
Выставление онлайн: 10 сентября 2024 г.

Цель работы состояла в прямом наблюдении и дальнейшем анализе дефектов (микротрещин), развивающихся в объеме образца природного гетерогенного материала под действием одноосной сжимающей нагрузки. Для детектирования дефектов в объеме использовалась рентгеновская компьютерная микротомография. Особенность экспериментов состоит в том, что выполнялась томографическая съемка образца, находящегося под действием нагрузки. На основе анализа томографических сечений были построены трехмерные модели дефектной структуры и вычислена фрактальная размерность системы микротрещин. С помощью модели дискретных элементов проведены численные эксперименты по разрушению образцов гетерогенных материалов. Исследовано изменение фрактальной размерности очагов разрушения в процессе их роста. Установлено хорошее согласие результатов компьютерного моделирования и лабораторных экспериментов, что позволяет говорить об адекватности предложенной модели. Ключевые слова: рентгеновская компьютерная микротомография, эволюция дефектов, компьютерное моделирование, метод дискретных элементов, акустическая эмиссия, фрактальная размерность
  1. D.A. Lockner, J.D. Byerlee, V. Kuksenko, A. Ponomarev, A. Sidorin. Nature 350, 39 (1991)
  2. Л.Р. Ботвина. Физика Земли 10, 5 (2011)
  3. M. Petruvzalek, J. Vilhelm, V. Rudajev, T. Lokajcek, T. Svitek. Int. J. Rock Mech. Mining Sci. 60, 208 (2013)
  4. Y. Hamie, O. Katz, V. Lyakhovsky, Z. Reches, Yu. Fialko. Geophys. J. Int. 167, 1005 (2006)
  5. V. Kuksenko, N. Tomilin, E. Damaskinskaya, D. Lockner. Pure Appl. Geophys, 146, 2, 253 (1996)
  6. В.Б. Смирнов, А.В. Пономарев, П. Бернар, А.В. Патонин. Физика Земли 2, 17 (2010)
  7. Xinglin Lei, Shengli Ma. Earthq. Sci. 27, 6, 627 (2014)
  8. Y. Tal, T. Goebel, J.P. Avouac. Earth and Planetary Sci. Lett. 536 (2020)
  9. Sheng-Qi Yang, P.G. Ranjith, Yi-Lin Gui. Geotech. Test. J., 38, 2, 179 (2015)
  10. S. Zabler, A. Rack, I. Manke, K. Thermann, J. Tiedemann, N. Harthill, H. Riesemeier. J. of Struct. Geology. 30, 876 (2008)
  11. Yujun Zuo, Zhibin Hao, Hao Liu, Chao Pan, Jianyun Lin, Zehua Zhu, Wenjibin Sun, Ziqi Liu. Arabian J. of Geosciences. 15, 1673 (2022)
  12. Yongming Yang, Yang Ju, Fengxia Li, Feng Gao, Huafei Sun. J. of Natural Gas Sci. and Engin. 32, 415 (2016)
  13. X.P. Zhou, Y.X. Zhang, Q.L. Ha. Theor. and Appl. Fract. Mechanics. 50, 49 (2008)
  14. J.X. Re. Soil and Rock Behavior and Modeling. https://doi.org/10.1061/40862(194)34
  15. Peng RuiDong, Yang YanCong, Ju Yang, Mao LingTao, Yang YongMing. Chinese Sci Bull. 56, 3346 (2011)
  16. P. Liu, Y. Ju, F. Gao, P.G. Ranjith, Q. Zhang. J. Geophys. Res.: Solid Earth. 123, 2156 (2018)
  17. P. Churcher, P. French, J. Shaw. SPE Intern. Symp. on Oilfield Chem. SPE21044 (1991)
  18. Ю.С. Кривоносов, А.В. Бузмаков, М.Ю. Григорьев, А.А. Русаков, Ю.М. Дымшиц, В.Е. Асадчиков. Кристаллография, 68, 1, 160 (2023)
  19. Lee A., Feldkamp, Lloyd C. Davis, James W. Kress. JOSA. A. 1, 6, 612-619 (1984)
  20. A.S. Ingacheva, M.V. Chukalina. Math. Probl. in Engin. Article ID 1405365 (2019)
  21. J.T. Gostick, Z.A. Khan, T.G. Tranter, M.D. Kok, M. Agnaou, M. Sadeghi, Jervis, R. PoreSpy. J. of Open Source Software. 4, 1296 (2019)
  22. Y. Ju, J.T. Zheng, M. Epstein, L. Sudak, J.B. Wang, X. Zhao. Comput. Methods Appl. Mech. Eng. 279, 7, 212 (2014)
  23. H.P. Xie. Fractals in Rock Mechanics. CRC PRESS, Boca Raton (1993). 464 p
  24. R.D. Peng, Y.C. Yang, Y. Ju, Ju. Yang, Mao LingTao, Ming Yang. Chinese Sci. Bull. 56, 3346 (2011)
  25. С.В. Божокин, Д.А. Паршин. Фракталы и мультифракталы. НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", Ижевск. (2001). 128 с
  26. В.Л. Гиляров, Е.Е. Дамаскинская. ФТТ 64, 6, 676 (2022)
  27. D.O. Potyondy, P.A. Cundall. Int. J. Rock Mech. Min. Sci 41, 1329 (2004)
  28. Dosta, V. Skorych. SoftwareX 12, 100618 (2020)
  29. V.L. Hilarov, E.E. Damaskinskaya. Materialwiss. Werkstofftech. 54, 1554 (2023)
  30. M. Ester, H.-P. Kriegel, J. Sander, X. Xu. In: Proc. of the Second Intern. Conf. on Knowledge Discovery and Data Mining (KDD-96) / Evangelos Simoudis, Jiawei Han, Usama M. Fayyad. AAAI Press, 226 (1996)
  31. P. Grassberger, I. Procaccia. Phys. Rev. Lett. 50, 346 (1983)
  32. Г. Шустер. Маломерный хаос. Мир, М. (1988). 240 с
  33. T.C. Halsey, M.H. Jensen, L.P. Kadanoff, I. Procaccia, B.I. Shairman. Phys. Rev., B. 33, 2, 1141 (1986)
  34. V.L. Hilarov. Modeling Simul. Mater. Sci. Eng., 6, 337 (1998)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.