Введение к работе
Актуальность- работы. Катастрофическое макроразрутаение крупных объектов, массивов горных пород, приводящее к горным ударам к землетрясениям, предваряется различными явлениями, в том числе и электромагнитными. Электромеханические явления в твердых диэлектриках, в частности и в горных породах, представляют интерес в проблеме формирования и развития очага крупномасштабного разрушения. Предполагается, что электромеханические явления могут быть не только полезными в понимании физики развития очага разрушения, но и позволят найти новые физически обоснованные предвестники макроскопического разрушения. В этой связи исследование электромеханических явлений в твердых диэлектриках, и в том числе горных породах, является актуальным и имеет большую научную и практическую значимость.
Основные задачи работы.
-
Усовершенствовать метод бесконтактного измерения слабых электрических полей.
-
Исследовать индуцированные электрические поля при механическом нагружении твердых диэлектриков и при их поляризации
в электрическом поле.
3. Разработать новый метод измерения механических напря
жений на базе закономерностей электромеханических явлений.
Научная новизна. Впервые показана взаимосвязь электромеханических явлений и электрической поляризации в твердых диэлектриках. Доказана единая термоактивационная природа релаксации индуцированного механической нагрузкой электрического поля и поля при электрической поляризации твердых диэлектриков. Найдена количественная связь между механическим напряжением и изменением поляризации в твердых диэлектриках.
Положения, выносимые на защиту.
-
Поляризация твердых диэлектриков в слабых электрических полях и индуцированное механическим напряжением электрическое поле (ИЭП) имеют общую физическую природ^'.
-
Релаксация электрической поляризации к ИЭП является термоактивационным процессом с одними и теми же кинетическими параметрами.
-
При одновременном воздействии на твердые диэлектрики
4 электрического и механического полей происходит взаимодействие индуцированных эти воздействием полей.
-
Электромеханический модуль твердых диэлектриков зависит от их электрической поляризации.
-
Электромагнитные предвестники горных ударов и землетрясений являются следствием динамических перераспределений механического поля в очаге макроразрушения.
Научное и практическое значение. Полученные экспериментальные результаты свидетельствуют об общности физической природы электромеханических явлений и поляризации твердых диэлектриков в слабых электрических полях. Показано взаимодействие индуцированного механическим напряжением электрического поля и внутреннего электрического поля при электрической поляризации твердых диэлектриков. Это дает основание для развития микроскопической модели взаимодействия механических и электрических полей в диэлектриках.
Практическая значимость работы связана с предложенным новым методом оценки механических напряжений по изменению поляризуемости твердых диэлектриков при воздействии механического поля. Предложена новая трактовка электромагнитных предвестников крупномасштабного разрушения.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались:
XXX Межреспубликанский семинар "Актуальные проблемы прочности" 1994 г., г.Новгород; 5 Всероссийская школа-семинар "Физические основы прогнозирования разрушения горных пород", 1994 г.Борок; городской семинар "Актуальные проблемы прочности", 1995, Санкт-Петербург; семинар ИФЗ РАН; семинар отдела физики прочности Ш РАН.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 5 печатных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 115 страницах машинописного текста, содержит 2 таблицы, 39 рисунков. Она состоит из введения, 4 глав и заключения. Список цитируемой литературы включает 132 наименования.