ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ СЕЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ НЕРОВНОСТЕЙ В РАЗЛОМАХ

Проведена серия натурных экспериментов с применением созданного испытательного стенда «Трибо», представленного в виде перемещаемой с разными скоростями бетонной плиты, которая рассматривается как искусственное аллохтонное крыло на шероховатой плоскости сегмента Ангарского разлома в Прибайкалье. Наблюдаемые при испытаниях трибологические эффекты контактного взаимодействия неровностей в зоне скольжения фиксировались с применением деформометрической и динамометрической аппаратуры, а также четырех сейсмических станций «Байкал-7HR», широко используемых для регистрации землетрясений. Изучалось также влияние ударных воздействий на инициацию источников сейсмических колебаний в процессе меняющихся режимов при разрушении различных по размерам и прочности неровностей под основанием плиты. Повышенное внимание было уделено стадийнос­ти процесса фрикционного трения при подготовке переходов от квазиравномерного замедленного скольжения плиты к ее срыву и возникновению энергетически крупного сейсмического импульса.

Примененный способ более масштабного физического моделирования на реальных природных объектах позволяет получать новые сведения, которые могут быть полезными в изучении механизмов и стадийности возникновения землетрясений в зонах разломов, при интерпретации данных сейсмологических наблюдений. Подобные результаты физических испытаний важны для совершенствования методических подходов к прогнозу горных ударов и землетрясений, а также для разработки новых физических моделей формирования разномасштабных очагов землетрясений в тектонических разломах.

1. Berkovich I.I., Gromakovsky D.G., 2000. Tribology. Physical Bases, Mechanics, and Technical Applications. Textbook for Universities, edited by D.G. Gromakovsky. Samara State Technical University, Samara, 268 p. (in Russian) [Беркович И.И., Громаковский Д.Г. Трибология. Физические основы, механика и технические приложения. Учебник для вузов / Под ред. Д.Г. Громаковского. Самара: СГТУ, 2000. 268 с.].

2. Breis W.F., Byerlee J.D., 1966. Stick-slip as mechanism for earthquakes. Science 153 (3739), 62-64. http://dx.doi.org/ 10.2307/1719360.

3. Chebrov V.N., Saltykov V.A., Serafimova Yu.K., 2011. Earthquake Forecasting in Kamchatka. SvetochPlus, Moscow, 304 p. (in Russian) [Чебров В.Н., Салтыков В.А., Серафимова Ю.К. Прогнозирование землетрясений на Камчатке. М.: Светоч Плюс, 2011. 304 с.].

4. Chichinadze А-V. (Ed.), 1995. Fundamentals of Tribology. Nauka i Tekhnika, Moscow, 778 p. (in Russian) [Основы трибологии / Под ред. А.В. Чичинадзе. М.: Наука и техника, 1995. 778 с.].

5. Dimaki A.V., Popov V.L., 2012. Dimension reduction method and its application to modelling of friction elastomers under complex dynamic loads. Fizicheskaya Mezomekhanika 15 (4), 81-86 (in Russian) [Димаки А.В., Попов В.Л. Метод редукции размерности и его применение для моделирования трения эластомеров в условиях сложных динамических нагрузок // Физическая мезомеханика. 2012. Т. 15. № 4. С. 81-86].

6. Garkunov D.N., 1989. Tribotechnics. Mashinostroenie, Moscow, 328 p. (in Russian) [Гаркунов Д.Н. Триботехника. М.: Машиностроение, 1989. 328 с.].

7. Heinicke G., 1987. Tribochemistry. Translated from English. Mir, Moscow, 584 p. (in Russian) [Хайнике Г. Трибохимия: пер. с англ. М.: Мир, 1987. 584 с.].

8. Kogan S.Ya., 1975. Seismic Energy and Methods of Its Determination. Nauka, Moscow, 153 p. (in Russian) [Коган С.Я. Сейсмическая энергия и методы ее определения. М.: Наука, 1975. 153 с.].

9. Mashkov Yu.K., 1996. Tribology of Construction Materials. Omsk State Technical University, Omsk, 299 p. (in Russian) [Машков Ю.К. Трибология конструкционных материалов. Омск: ОмГТУ, 1996. 299 c.].

10. Mishin S.V., 2004. Seismic Processes and Maintenance of Impulses. SVKNII, Far East Branch of RAS, Magadan, 115 p. (in Russian) [Мишин С.В. Сейсмические процессы и сохранение импульса. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2004. 115 с.].

11. Myachkin V.I., Kostrov B.V., Sobolev G.А., Shamina О.G., 1975. Fundamentals of physics of foci and precursors of earthqua¬ke. In: Physics of Earthquake Foci. Nauka, Moscow, p. 6-29 (in Russian) [Мячкин В.И., Костров Б.В., Соболев Г.А., Шамина О.Г. Основы физики очага и предвестники землетрясений // Физика очага землетрясения. М.: Наука, 1975. С. 6-29].

12. Nersesov I.L., Ponomarev V.S., Teitel'baum Yu.М., 1976. The effect of seismic quiescence in case of large earthquakes. In: Studies of earthquake physics. Nauka, Moscow, p. 140-168 (in Russian) [Нерсесов И.Л., Пономарев В.С., Тейтельбаум Ю.М. Эффект сейсмического затишья при больших землетрясениях // Исследования по физике землетрясения. М.: Наука, 1976. С. 140-168].

13. Popov V.L., 2013. Mechanics of Contract Interaction and Friction Physics. Fizmatlit, Moscow, 350 p. (in Russian) [Попов В.Л. Механика контактного взаимодействия и физика трения. М.: Физматлит, 2013. 350 с.].

14. Popov V.L., Grzemba B., Starcevic J., Fabry C., 2010. Accelerated creep as a precursor of friction instability and earthquake prediction. Physical Mesomechanics 13 (5-6), 283-291. http://dx.doi.org/10.1016/j.physme.2010.11.009.

15. Popov V.L., Psakhie S.G., 2007. Numerical simulation methods in tribology. Tribology International 40 (6), 916-923. http://dx.doi.org/10.1016/j.triboint.2006.02.020.

16. Ruzhich V.V., 1997. Seismotectonic Destruction of the Earth's Crust in the Baikal Rift Zone. Publishing House of SB RAS, Novosibirsk, 144 p. (in Russian) [Ружич В.В. Сейсмотектоническая деструкция в земной коре Байкальской рифтовой зоны. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1997. 144 с.].

17. Ruzhich V.V., 2008. On a research method for tribochemical processes in earthquake foci. In: German-Russian Workshop "Eartquakes and Friction Physics", Abstracts Volume. Technische Universitat Berlin, Berlin, p. 13.

18. Ruzhich V.V., Khil'ko S.D., 1987. Analysis of models of earthquake foci from seismogeological positions. In: Physical Foundations of Forecasting of Rock Destruction by Earthquakes. Nauka, Moscow, p. 113-122 (in Russian) [Ружич В.В., Хилько С.Д. Анализ моделей очагов землетрясений с сейсмогеологических позиций // Физические основы прогнозирования разрушения горных пород при землетрясениях. М.: Наука, 1987. С. 113-122].

19. Scholz C.H., 1990. The Mechanics of Earthquakes and Faulting. Cambridge University Press, Cambridge, 439 p.

20. Sobolev G.A., 1993. Foundations of Earthquake Prediction. Nauka, Moscow, 313 p. (in Russian) [Соболев Г.А. Основы прогноза землетрясений. М.: Наука, 1993. 313 с.].

21. Sobolev G.А., Ponomarev V.А., 1999. Acoustic emission and stages of preparation of destruction in laboratory experiments. Vulkanologiya i Seismologiya (4-5), 50-62 (in Russian) [Соболев Г.А., Пономарев В.А. Акустическая эмиссия и стадии подготовки разрушения в лабораторном эксперименте // Вулканология и сейсмология. 1999. № 4-5. С. 50-62].

22. Vinogradov S.D., Ponomarev V.S., 1999. Experimental study of seismic regime. Priroda (3), 77-89 (in Russian) [Виноградов С.Д., Пономарев В.С. Экспериментальное изучение сейсмического режима // Природа. 1999. № 3. С. 77-89].