Лабораторные испытания показали, как размер частиц меняет колебания напряжений при сдвиге

Исследователи из Шанхая установили, что размер частиц влияет на частотный состав колебаний касательных напряжений при сдвиге зернистого материала. При увеличении частиц вклад более быстрых локальных перестроений возрастал. Работа опубликована в Geohazards & Remediation.

В кольцевом сдвиговом приборе испытывали стеклянные шарики разных размеров. Записи напряжений анализировали с помощью быстрого преобразования Фурье и эмпирической модовой декомпозиции — методов, позволяющих разделять составляющие сложного сигнала.

Для мелких частиц преобладали медленные изменения напряжений. У более крупных частиц сильнее проявлялись короткие колебания, которые авторы связывают с локальными перестройками контактов.

Измерения проводили с частотой регистрации 10 и 100 Гц. Более частая запись позволяла увидеть быстрые изменения, пропускаемые при редких измерениях. При этом сами частотные показатели зависели от режима регистрации.

Исследование помогает изучать механизмы сдвиговой неустойчивости, однако готового способа прогнозирования оползней авторы не представили. Природный обломочный материал отличается от стеклянных шариков формой, гранулометрией и способностью дробиться. Перенос результатов на реальные склоны потребует дополнительных испытаний и полевой проверки.