Исследование статистики фрагментации природных материалов в лабораторных условиях - Банникова, И.А; Савельева, Н.В. (Вестник Пермского федерального исследовательского центра, 2025)
Представлены результаты исследования поведения природных материалов (кварцит, песчаник, андезит) при квазистатическом, динамическом нагружении и низкоскоростном индентировании (10-3÷103 1/с). Условия эксперимента позволили сохранить фрагментированные образцы и провести анализ статистики сохраненных фрагментов по размерам (массам). В ходе исследований использовалась система лабораторных сит и электронные весы HR-202i с погрешностью измерения 0.0001 г. Метод обработки фотографий с фрагментами позволил установить количество и массу фрагментов на ситах с размерами ячейки до 0.063-0.05 мм, не менее 99% от массы образца и минимизировать погрешность измерений. На полученных кумулятивных распределениях фрагментов по массе N(mf) наблюдается изменение формы перегиба и смещение точки перегиба в сторону меньших масштабов с увеличением скорости деформации. В ходе анализа данных отражается сходство статистики фрагментации по степенному закону и асимптотических режимов разрушения с множественными разрывами, полученными по сценарию хрупкого разрушения. Показано, что разрушение образцов происходит по разным сценариям в зависимости от условий нагружения и связано с изменением скорости перехода от одной стадии появления трещин (или накопление напряженных состояний, дефектной структуры) к другой (образование трещин и полная фрагментация). Установлено, что формирование фрагментов носит «автомодельный» характер