ЭФФЕКТЫ СВЕРХИЗЛУЧЕНИЯ И САМООРГАНИЗОВАННОЙ КРИТИЧНОСТИ В АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ РАСКРЫВАЮЩИХСЯ ТРЕЩИН

• скачать

Ключевые слова: напряженная среда, образование трещин, акустическая
эмиссия, самоорганизованная критичность, математические модели.

В многочисленных лабораторных экспериментах, а так же при полевых, натурных
наблюдениях, проводимых, в частности, и в ИКИРе, неоднократно регистрировался
нестационарный характер акустической эмиссии раскрывающихся микротрещин. Суть
явления состоит в том, что во время сжатия образца горной породы на прессе, или
изменения тензора напряжений в литосфере, поток звуковых импульсов, образующихся в
момент раскрытия трещин, резко изменяет свою интенсивность и возрастает на порядок.
После этого поток так же резко уменьшается до величины, равной, или даже меньшей,
чем в начале наблюдений. Это хорошо известное явление так и не получило адекватного
объяснения.
В предлагаемой работе явление нестационарности акустической эмиссии
обсуждается с привлечением известного в оптике эффекта сверхизлучения и широко
обсуждаемой в различных разделах физики идеи самоорганизованной критичности
акустически активной среды, представляющей собой ансамбль трещин и волн.
Записана система дифференциальных уравнений описывающих процессы
раскрытия трещины (уравнение Гриффитса), излучения акустической волны в момент
раскрытия трещины и процессы поглощения этой волны на микротрещине, приводящей к
её раскрытию. Система уравнений подобна уравнениям Фоккера-Планка, показано, что
существуют аналитические решения, приближенно описывающие известные
эксперименты.