Наклон трещин влияет на разрушение песчаника при ударе

Исследователи Ляонинского технического университета в Китае выяснили, как расположение трещины меняет прочность песчаника при ударной нагрузке. В лабораторных испытаниях образцы с разным наклоном трещин по-разному сопротивлялись удару и распадались на обломки. Исследование опубликовано Scientific Reports.

Для опытов подготовили песчаник с искусственными трещинами пяти направлений — от 0 до 90 градусов. Затем образцы испытывали на установке, которая создаёт короткий сильный удар. После разрушения учёные определяли размеры обломков и изучали поверхности под электронным микроскопом.

Чем меньше был угол наклона трещины, тем сильнее она снижала прочность образца. Вертикальная трещина, расположенная под углом 90 градусов, ослабляла песчаник меньше всего.

При этом прочность и степень дробления менялись неодинаково. С увеличением угла образцы поглощали большую долю энергии удара и сильнее дробились. Поэтому по одному размеру обломков нельзя судить, насколько прочной была порода до разрушения.

Результаты могут помочь при оценке поведения трещиноватых пород в тоннелях, карьерах и на склонах, в том числе при взрывных работах. Однако выводы получены на лабораторных образцах: переносить их на природный массив без дополнительной проверки нельзя.