Фрактальный характер изменения напряжённого состояния геоматериалов при многократных циклических сдвигах малой амплитуды

Проведен анализ изменения напряжённого состояния сыпучих сред при длительных циклических сдвигах малой амплитуды на основе лабораторных экспериментов и численных расчетов (методом дискретных элементов).

Показано, что в геосреде при большом числе циклов сдвига формируются диссипативные структуры (кластеры), что приводит к квазипериодическому изменению напряжённого состояния. Амплитуда колебаний напряжений достигает 100% от среднего значения. Процесс изменения напряжений имеет фрактальный характер, показатель Хёрста 0.77.

Рис.1 – Квазипериодический характер изменения напряжений с ростом числа циклов сдвига малой амплитуды		Рис.2 – Фрактальный характер изменения напряжений, расчёт показателя Хёрста

Полученный результат является фундаментальным, он объясняет внутренний механизм деформирования геоматериалов при многократных слабых воздействиях. Результат рекомендуется для разработки критериев устойчивости в геомеханических моделях массивов горных пород.

Сведения об опубликовании:

Kosykh, V.P., Mikenina, O.A. Temporary Structure Formation in Granular Media under Periodic Shear: Numerical Modeling and Experiment. J Min Sci 59, 729–735 (2023). https://doi.org/10.1134/S1062739123050046