III Всероссийская конференция
"Деформирование и разрушение структурно-
неоднородных сред и конструкций",
посвященная 100-летию со дня рождения
академика Ю.Н. Работнова

Коробейников С.Н.   Бабичев А.В.   Полянский О.П.   Ревердатто В.В.  

Компьютерное моделирование образования складок на большой глубине в сжатой горной породе

Докладчик: Коробейников С.Н.

Исследуются механизмы складкообразования сжатой слоистой горной породы на глубине 10 км от дневной поверхности в условиях плоской деформации. Рассматривается область длиной 25 м и высотой 2,6 м, состоящая из вмещающей породы и компетентного слоя. Рассматриваются слои с двумя значениями толщины: 0,12 м и 0,20 м.
Задачи о складкообразовании решаются пакетом MSC.Marc. Рассматриваются большие деформации упругопластического материала. Модуль Юнга вмещающей породы и компетентного слоя составлял 10 ГПа, коэффициент Пуассона 0.25. Использовалась модель идеального упругопластического материала с функцией текучести Хубера - Мизеса. Предел текучести вмещающей породы составлял 107 Па, а компетентного слоя - 5x108 Па. При моделировании сжатия области с толщиной компетентного слоя 0,12 м механизмом образования складок является потеря устойчивости сжатого слоя в упругопластической среде, а при моделировании сжатия области с толщиной компетентного слоя 0,20 м вмещающая порода «нарезается» на блоки, которые совершают горизонтальные перемещения совместно с вертикальными как жесткого целого. Эти движения и приводят к образованию «сундучных» складок. Оба типа складок, полученных в компьютерном моделировании, наблюдаются в природе.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (коды проектов 12-08-00707, 12-05-31507), проекта Минобрнауки по госзаданию (НИР 1.2582.2011) и Программы ОНЗ РАН (проект 6).