ПРО РОЗПОВСЮДЖЕННЯ ТРІЩИН В КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛАХ І ГІРСЬКИХ ПОРОДАХ З ПОЗИЦІЙ СИНЕРГЕТИКИ

Анотація

Метою роботи є аналіз з позицій принципів синергетики експериментальних результатів руйнування твердих полімерів, сталей  і гірських порід.
Проаналізувати експериментальні дані щодо розповсюдження тріщин розриву при квазістатичному та імпульсному розтяганні та згині зразків твердих полімерів (ПММА), сталей і бетону з урахуванням запасу пружної, або пружно-пластичної енергії на момент руйнування. Проаналізувати форму і кількісні характеристики дисипативних структур, які утворюються в твердому тілі при розповсюдженні тріщини по матеріалу.
Аналіз режимів розповсюдження повільних та швидких тріщин в полімерних матеріалах (ПММА), інструментальних сталях і бетоні при різних схемах і режимах навантаження зразків показує, що стрибкоподібний характер їхнього руху з періодичним падінням швидкості тріщини частково або до нуля є фундаментальною генетичною властивістю твердого тіла. В основі природи даного явища лежать принципи синергетики, зокрема принцип мінімуму виробництва ентропії.
Показано, що закономірності розповсюдження тріщин в твердих полімерах, металах  і гірських породах мають синергетичну природу.   Сформульовано робочу гіпотезу щодо синергетичного механізму знеміцнення і деформаційного руйнування крихких дилатуючих порід поблизу підземних виробок.
Показано, що характер розповсюдження повільних тріщин при гідророзриві ПММА, а також швидких тріщин при імпульсному розтягненні та згині плоских зразків ПММА і сталі повністю підпорядковано принципам синергетики, зокрема принципу мінімуму виробництва ентропії. Очевидно, що для якісного та кількісного опису структурних змін і руйнівного деформування гірських порід поблизу підземних виробок недостатньо моделей механіки суцільного середовища. В практичних застосуваннях необхідно враховувати стрибкоподібний характер процесів і кооперативні ефекти.