АУКСЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД КАК СЛЕДСТВИЕ КВАНТОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ И КУСОЧНО-ЛИНЕЙНОЙ УПРУГОСТИ

Abstract

В работе показано, что вопрос о нелинейности связи деформаций с внешней нагрузкой насчитывает более 300 лет. К середине ХХ века стало понятно, что эта связь на самом деле не степенная, а кусочно-линейная вследствие квантования деформаций. Ряд квантованных деформаций не зависит от химической природы вещества, определяется степенью возбуждения атомов (величиной главного и азимутального квантовых чисел) и подчиняется универсальному проявлению структурной гармонии – закону золотого сечения. Скачкообразное изменение модулей упругости, вызванное квантованием деформаций вследствие электронных и структурно-фазовых переходов, на макроуровне проявляется наличием ауксетических свойств. В работе приведены экспериментальные данные позволяющие утверждать, что горные породы являются классическими ауксетиками, в которых упругие параметры не являются константами, а существенно изменяются как по величине, так и по знаку, являясь структурно-чувствительными характеристиками сопротивляемости деформированию материалов. До предела сжимаемости (порога дилатансии) коэффициент поперечной деформации может принимать нулевые и отрицательные значения, что исключает наличие бокового распора в нетронутом горном массиве. В процессе нагружения вектор деформаций поворачивается относительно вектора напряжений таким образом, что при любом напряженном состоянии разрушение происходит сдвигом.