Диссертация (1150499), страница 17
Текст из файла (страница 17)
По Золотов[2014в]NПубликация1.DologlouRevelioti andVarotsos [1986]2.Warwick et al.[1982]3.Freund et al.[2009]4.[Freund, 2011]5.[Freund, 2003]Таблица 3 (начало)ОписаниеDologlou-Revelioti and Varotsos [1986] проводили экспериментыс 7 образцами пород (Греция) методом постепенного измененияих температуры: в отсутствии внешнего электрического поляво всех образцах наблюдался переходный электрический ток0.01-1 нА,максимумамплитудыкоторогодостигалсяоколо комнатной температуры.Warwick et al. [1982] в лабораторных экспериментах по сжатиюобразцов гранита на основе измерений порождѐнного магнитногополя получили оценку тока пьезоэлектрического происхожденияв ~0.25 мА (на расстоянии 1 см от сенсора)Freund et al.
[2009] провели ряд лабораторных экспериментовпо сжатию образцов пород (габбро из провинции Шаньси, Китай;размерами 30 см × 15 см × 10 см) на прессах высокой нагрузки,в ходе которых были зарегистрированы токи величиной 10-25 нА(с пиковыми значениями до 55 нА за ~2 с до разрушенияи до 450 нА после самостоятельного «лѐгкого накренения» образца)на коллекторе площадью 200 см2, что соответствует плотности тока500-1250 нА/м2.Freund [2011] сообщает об ионном токе 10-20 нА на коллекторе(10 см × 20 см) при экспериментах на прессах высокой нагрузкис габбро (размерами 30 см × 15 см × 10 см).
При сжатии одногоиз концов гранитной плиты (длиной 4 м и 20 см × 20 смв поперечном сечении) до 60000 lbs (~20МПа; 10% разрушающегонапряжения), с удержанием в постоянном режиме в течение 5 мини последующим постепенным снятием нагрузки в следующие5 мин, регистрировались электрические токи амплитудами до 1 нА.Блок гранита (размерами 25 см × 25 см × 13 см) находилсяпод постоянным давлением (цилиндр 13.5 см в диаметре).На расстоянии 500 мкм над поверхностью блока находиласьпластинка коллектора под напряжением -47 В или +47 В.При положительном напряжении на коллекторе электрическоготока не наблюдалось, при -47 В регистрировался ионный токамплитудой до 80 пА (величина тока установилась на значениях~40-50 пА).111Некоторые результаты, полученные в ходе лабораторныхэкспериментов по измерению электрических токов,генерируемых при испытаниях (преимущественно на прессахвысокой нагрузки) образцов пород.
По Золотов[2014в]NПубликация6.[Vallianatos andTriantis, 2008]7.[Triantis et al.,2007]8.[Yoshida, 2001]9.[Takeuchi et al.,2006]Таблица 3(продолжение)ОписаниеVallianatos and Triantis [2008] исследовали образцы: а) кальцита(размерами 40 мм × 40 мм × 50 мм и 50 мм × 50 мм × 50 мм);б) цементнойпастыразмерами50 мм × 50 мм × 50 мм,приготовленной из смеси цемента (Ordinary Portland Cement)и воды в пропорции 1:0.5 (время застывания – 90 дней);в) цементногораствораразмерами50 мм × 50 мм × 50 мм,приготовленного из смеси цемента (Ordinary Portland Cement),песка (размер песчинки не превосходил 2 мм) и воды в пропорции1:3:0.5.
Эксперимент проводился через 90 дней, т.е. блоки достигли95% максимальной прочности.В экспериментах с разными режимами нагрузки образцоврегистрировалисьтоки~10 пА -80 пА(~1-7 нА/м2при нормировании на площадь, равную площади параллелепипедасоответствующих линейных размеров) для кальцита и ~70 пА(~5 нА/м2, аналогично) для цементной пасты и цементногораствора.Triantis et al.
[2007] измеряли токи, возникающие при резкомодноосном сжатии образца породы (кернов амфиболитовцилиндрической формулы, размерами 25 мм в диаметре и 50 ммвысотой). Регистрировались токи (соответствующие моментамнагружения образца) с максимальной амплитудой 0.75 пА(т.е. ~0.2 нА/м2 при нормировании на площадь боковойповерхности цилиндра).Yoshida [2001] в лабораторных тестах изучал механизмы генерацииэлектрических сигналов, генерируемых при деформациии разрушении образцов породы.
Испытывались цилиндрическиеобразцы, насыщенные водой. В испытаниях при комнатнойтемпературе получена величина плотности тока 1 мА/м2(генерируемого вследствие электрокинетического эффекта).Takeuchi et al. [2006] исследовали на прессах высокой нагрузкиобразцы (размерами 30 см × 30 см × 1 см) гранита, анортозита,известняка и мрамора. Воздействию подвергалась центральнаячасть образца размерами 2.5 см × 3 см × 1 см; при медленномувеличении уровня давления (гранит) с 50 МПа до 60 МПагенерировался «дырочный» и электронный токи ~10-6 А;для анортозита и габбро величина тока была в 50-60 раз больше посравнению с гранитом; для образцов известняка и мраморагенерировался ток в 10-100 раз меньший, чем для гранита.Величина 10-6 А при нормировании на площадь сдавливаемогообъема соответствует ~1.3 мА/м2.112Некоторые результаты, полученные в ходе лабораторныхэкспериментов по измерению электрических токов,генерируемых при испытаниях (преимущественно на прессахвысокой нагрузки) образцов пород.
По Золотов[2014в]NПубликация10.[Triantis et al.,2012]11.[Triantis et al.,2006]Таблица 3 (конец)ОписаниеTriantis et al. [2012] исследовали 20 образцов цементного раствораразмерами 50 мм × 50 мм × 70 мм, приготовленного из смесицемента (Ordinary Portland Cement), песка (размер песчинки0.6 мм-3 мм) и воды в пропорции 1:3:0.5. Эксперимент проводилсячерез 100 дней, т.е. блоки достигли 90-95% максимальнойпрочности. В экспериментах регистрировались токи ~27 пА -93 пА(~23 нА/м2 при нормировании на площадь грани образца).Triantis et al.
[2006] исследовали три образца (размерами69.6 мм × 49.0 мм × 109.1 мм,69.8 мм × 48.9 мм × 108.8 мми 69.6 мм × 49.0 мм × 61.2 мм)мрамора(Dionysosmarble)с применением двух способов нагружения (с медленнымповышением образца и ступенчатым). При медленном увеличениинагрузки для первых двух образцов регистрировались токимаксимальной амплитудой до 410 пА и 340 пА (соответствует~47 нА/м2 и ~57 нА/м2 при нормировании на площадь большейиз граней). При ступенчатом (в 5 этапов) повышении нагрузки(третий образец) регистрировались токи 0.31 пА-2.61 пА(~0.6 нА/м2).Численные эксперименты, проведѐнные с помощью модели UAM, позволилисделать следующие выводы: 1) точечные токи плотностью 10-6 А/м2 приводилик очень большимвертикальнымскоростямдрейфаислишкомсильным –не согласующимися с наблюдениями – возмущениям ПЭС ионосферы; 2) точечныйисточник величиной 10-9 А/м2 приводил к очень слабым, не превышающим 10-15%по величине возмущениям ПЭС ионосферы.
Для исследования характеристик возмущенийПЭС ионосферы в зависимости от конфигурации пространственного размещенияисточникавертикальноготокапредположительносейсмическогопроисхожденияв качестве базовой была принята оценка плотности тока ~10-8 A/м2. Конечной цельюбыло определить интенсивность и конфигурацию источников, порождающих возмущенияПЭСионосферы,землетрясениями.согласующиесяснаблюдавшимисяпередконкретными1133.5.1 Моделирование сейсмогенных возмущений ПЭС ионосферы путѐм заданиявертикальных электрических токов перед Мw7.0 землетрясением 12 января 2010 г.,ГаитиСейсмо-ионосферные эффекты ПЭС перед землетрясением 12 января 2010 г.моделировались путѐм задания линейно вытянутого источника – вертикального тока,текущего между Землѐй и ионосферой над разломом.
Дополнительные источникивеличиной 2∙10-8 A/м2 задавались в 9 расположенных вдоль магнитной параллели узлах.Такая пространственная конфигурация задания сейсмогенного источника эквивалентнавертикальному стороннему току величиной 1∙10-8 A/м2 действующему на площади~200 км × ~2000 км в течение полных модельных суток.Результаты численного моделирования представлены на рис. 50 – 53. На них виднодоминирование областей повышенных значений ПЭС ночью и их исчезновениев околополуденные часы, существование рядом с ними отрицательных возмущений,локализация этих эффектов в эпицентральной области и их магнитная сопряженность.Интенсивность возмущений в южном полушарии больше, чем в северном.
Созданныйзаданнымвертикальнымтокомэлектрическийпотенциалисоответствующееэлектрическое поле, а также эффекты в ПЭС исчезают, становятся незначительнымис приходомтерминатораиподсолнечнойточки.Междуослаблениемполяи исчезновением положительных возмущений ПЭС существует временная задержкапорядка 2-4 ч.114Рисунок 50. Карты относительных возмущений модельного электрического потенциала (кВ, верхний ряд),модельных возмущений ПЭС (%, средний ряд) в сопоставлении с наблюдавшимися возмущениями по GPS-данным (нижний ряд).Рассмотрены моменты времени с 02UT по 24UT (слева направо).115Рисунок 51. Карты модельных возмущений (слева направо): 1) электрическогопотенциала; 2) зональной и 3) меридиональной компонент электрического поля,созданного вертикальным сейсмогенным электрическим током, текущим между Землѐйи ионосферой; 4) региональные карты относительных отклонений ПЭС по сравнениюс фоновыми невозмущѐнными условиями для моментов времени 08 UT/03 LT (сверху)и 10 UT/05 LT (снизу).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
