Бул изилдөөдөгү сойлоп деформациялануу зыяндануусу–P-толкун ылдамдык талаасынын интеграцияланган санариптик сүрөттөө алкагы терең кен галереясын курчап турган тоо тектин убакытка көз каранды механикалык зыяндануусун моделдеген жана ошол эле зыянданууну ийкемдүү P-толкундун ылдамдыгындагы өзгөрүү аркылуу үч өлчөмдүү түрдө сүрөттөөгө мүмкүндүк берген COMSOL негизиндеги талдоо системасы. Алкак Norton–Bailey сойлоп деформациялануу моделин, Weibull бөлүштүрүүсүндөгү механикалык гетерогендүүлүктү, ийкемдүү зыяндануу моделин, активдүү булактан тараган P-толкунду жана аймактык мейкиндиктик корреляцияга негизделген ылдамдык талаасын реконструкциялоону бириктирет. 1–210 күндүк санариптик эволюцияда төмөн ылдамдык зоналары адегенде жарака менен галереянын шыбы кесилишкен аймакта пайда болуп, 30–90 күн аралыгында жарака жана галереянын айланасына жайылган, 90–210 күн аралыгында болсо өз ара байланышкан аймактык төмөн-ылдамдык тилкелерине айланган. Эң маанилүү чечмелөө чеги — узак мөөнөттүү P-толкун маалыматтары чыныгы талаа өлчөөсү эмес, санариптик моделдин чыгышы экендиги жана талаалык текшерүү зыяндануунун жайгашуусу менен морфологиясы боюнча гана сапаттык жүргүзүлгөндүгү.

Изилдөөнүн физикалык логикасы зыянданган тоо тектин механикалык катуулугу төмөндөгөндө ийкемдүү толкундардын жайыраак тарашынын ортосундагы байланышка негизделет. Туруктуу жүк астында микрожаракалардын пайда болушу, өсүшү жана биригиши ийкемдүүлүк модулун жана түзүмдүк бүтүндүктү азайтат. Бул өзгөрүү P-толкундун биринчи жетүү убактысынын узарышына жана жол боюнча эсептелген эквиваленттүү толкун ылдамдыгынын төмөндөшүнө алып келет. Ошентип, механикалык жактан түздөн-түз көрүнбөгөн ички зыяндануу толкун ылдамдыгы талаасындагы төмөн-ылдамдык аномалиялары аркылуу көзөмөлдөнүшү мүмкүн.

Модель болжол менен 425 m тереңдикте жараканы кесип өткөн кен галереясынын шартында түзүлгөн. Үч өлчөмдүү талдоо көлөмү 50 m × 50 m × 25 m, галереянын узундугу 50 m, галереянын кесилиши 5 m × 2,5 m жана жараканын жантайышы болжол менен 65° түзөт. Жогорку чекке 12,5 MPa эквиваленттүү үстүңкү катмар жүгү берилген.

Жаракадан өткөн Y25 кесилишинде P-толкун ылдамдыгы болжол менен 3500 m/s баштапкы мааниден 90-күнү 3000 m/s, ал эми 210-күнү болжол менен 2600 m/s деңгээлине түшкөн. Жаракадан алыс Y15 жана Y35 кесилиштеринде 210-күндөгү ылдамдыктар тиешелүүлүгүнө жараша болжол менен 3200 жана 3300 m/s деңгээлинде калган. Бул айырма жараканын алсыздык тегиздиги зыяндануунун жайгашуусуна, өнүгүү багытына жана төмөн-ылдамдык аномалияларынын геометриясына аныктоочу таасир берерин көрсөтөт.

Изилдөөнүн негизги көйгөйү

Терең кен галереялары жана туннелдер казылып ачылган замат туруктуу механикалык абалда кала бербейт. Курчап турган тоо тек узак мөөнөттүү жогорку чыңалуу астында акырын деформацияланышы мүмкүн; бул процессте микрожаракалар өнүгүп, катуулук азайып, көтөрүмдүүлүк убакыттын өтүшү менен төмөндөшү мүмкүн.

Убакытка көз каранды бул жүрүм-турум сойлоп деформациялануу (creep) деп аталат. Сойлоп деформациялануу жалпы жылышты гана көбөйткөн деформация эмес; убакыт узарган сайын тоо тектин ичиндеги зыяндануунун бөлүштүрүлүшүн да өзгөртө алат. Демек, галереянын белгилүү бир күнү коопсуз көрүнүшү айлар өткөндөн кийин да ошол эле ички түзүлүштө болот дегенди билдирбейт.

Салттуу санариптик моделдер чыңалуу, жылыш же зыяндануу талаасын түзө алат. Бирок чыныгы инженердик чөйрөдө тоо тек гетерогендүү жана баштапкы кемчиликтердин так жайгашуусу белгисиз. Ошондуктан механикалык симуляцияга гана таянып, талаада зыяндануу кайсы жерде топтолуп жатканын динамикалык аныктоо кыйын.

Изилдөөнүн негизги идеясы механикалык зыянданууну өлчөөгө боло турган физикалык жооп менен байланыштырууда. Бул жооп — P-толкундун ылдамдыгы. Тоо тектин катуулугу жана түзүмдүк бүтүндүгү азайган сайын толкундун таралышы жайлашы мүмкүн; демек, ылдамдык талаасындагы төмөн маанилер өнүгүп жаткан зыяндануунун кыйыр көрсөткүчү катары колдонулушу мүмкүн.

Norton–Bailey сойлоп деформациялануу модели

Булак жалпы салыштырмалуу деформацияны көз ирмемдик ийкемдүү деформация менен убакытка көз каранды сойлоп деформациялануунун суммасы катары берет:

\[ \varepsilon=\varepsilon_e+\varepsilon_c \tag{1} \]

Бул жерде \(\varepsilon\) жалпы салыштырмалуу деформация, \(\varepsilon_e\) көз ирмемдик ийкемдүү компонент жана \(\varepsilon_c\) сойлоп деформациялануу компоненти. Изилдөө өзүнчө көз ирмемдик пластикалык салыштырмалуу деформация мүчөсүн колдонбойт; кайтарылгыс убакытка көз каранды жүрүм-турум сойлоп деформациялануу жана зыяндануудан улам катуулуктун жоголушунун ичинде берилет.

Norton–Bailey байланышы бир октуу абалда:

\[ \varepsilon_c=A t^m \sigma^n \tag{3} \]

ал эми сойлоп деформациялануу ылдамдыгы:

\[ \dot{\varepsilon}_c=A m t^{m-1}\sigma^n \tag{4} \]

түрүндө жазылат.

Бул жерде \(A\) сойлоп деформациялануу ылдамдыгынын коэффициенти, \(m\) убакыт/сойлоп деформациялануу даражасы, \(n\) чыңалуу даражасы, \(t\) убакыт жана \(\sigma\) чыңалуу. \(n\) чыңалуунун өзгөрүшүнүн сойлоп деформациялануу ылдамдыгына сызыктуу эмес таасирин, ал эми \(m\) убакытка көз карандылыктын формасын башкарат.

Булак моделди үч өлчөмдүү татаал чыңалуу абалына кеңейтүүдө үч негизги божомолду колдонот: сойлоп деформациялануу гидростатикалык басымдан көз каранды эмес болушу, сойлоп деформациялануу учурунда көлөм сакталуусу жана башкы чыңалуу менен башкы сойлоп деформациялануу-ылдамдык багыттары коаксиалдуу болушу.

Үч өлчөмдүү акыркы туюнтма девиатордук чыңалуу тензору аркылуу:

\[ \dot{\varepsilon}_{cij} = \frac{3}{2}S_{ij} A m t^{m-1}\sigma_e^{\,n-1} \tag{7} \]

түрүндө жазылат. \(S_{ij}\) — девиатордук чыңалуу тензору, \(\sigma_e\) — эквиваленттүү чыңалуу, ал эми \(\dot{\varepsilon}_{cij}\) — сойлоп деформациялануунун салыштырмалуу деформация ылдамдыгынын тензору.

Табигый тоо тек гетерогендүүлүгү кантип берилди?

Чыныгы тоо тек массасынын бардык кичине көлөм элементтери бирдей ийкемдүүлүк модулуна же бекемдик чегине ээ эмес. Минералдардын бөлүштүрүлүшү, көңдөйлөр, эски микрожаракалар жана цементтелүү айырмачылыктары жергиликтүү механикалык параметрлерди өзгөртөт.

Изилдөө бул өзгөрмөлүүлүктү Weibull ыктымалдык бөлүштүрүүсү менен берет:

\[ f(u)= \frac{m}{U_0} \left(\frac{U}{U_0}\right)^{m-1} \exp\left[ -\left(\frac{U}{U_0}\right)^m \right] \tag{8} \]

\(U\) элементтин механикалык параметрин; \(U_0\) ошол параметрдин орточо деңгээлин; \(m\) болсо гетерогендүүлүк даражасын аныктаган форма параметрин билдирет. Булакка ылайык, Weibull \(m\) мааниси канчалык чоң болсо, тоо тектин жүрүм-туруму ошончолук бир тектүүлүккө жакындайт.

Эскертүү: Булак Norton–Bailey сойлоп деформациялануу теңдемесинде да \(m\) белгисин убакыт/сойлоп деформациялануу даражасы үчүн колдонот. Демек, эки бөлүмдөгү \(m\) бир эле физикалык чоңдукту билдирбейт; мааниси контексттен айырмаланып түшүндүрүлүшү керек.

Зыяндануу кайсы шартта башталат?

Микромеханикалык элементтерде созулуу зыяндануусу үчүн максималдуу созулуу чыңалуусу, ал эми жылышуу/кысылуу көзөмөлдөгөн зыяндануу үчүн Mohr–Coulomb критерийи колдонулат:

\[ F_1\equiv \sigma_1-\sigma_{t0}=0 \tag{9} \]

\[ F_2\equiv -\sigma_3+ \sigma_1 \frac{1+\sin\phi}{1-\sin\phi} -\sigma_{c0} =0 \tag{10} \]

Бул жерде \(\sigma_1\) жана \(\sigma_3\) максималдуу жана минималдуу башкы чыңалуулар; \(\sigma_{t0}\) созулуу бекемдиги; \(\sigma_{c0}\) кысылуу бекемдиги; \(\phi\) ички сүрүлүү бурчу.

Элемент зыяндануу критерийлеринин бирине жеткенде анын ийкемдүү катуулугу зыяндануу өзгөрмөсү \(D\) менен төмөндөтүлөт:

\[ E=(1-D)E_0 \tag{12} \]

\(D=0\) зыянданбаган абалды, ал эми \(D\) чоңойгон сайын улам начарлаган материалдык абалды билдирет. Бул теңдеме изилдөөнүн ылдамдыкты сүрөттөө логикасы үчүн өтө маанилүү; анткени ийкемдүүлүк модулу азайган сайын ийкемдүү толкундун таралуу касиеттери да өзгөрөт.

Үч өлчөмдүү P-толкун ылдамдык талаасын сүрөттөө бул изилдөөдө кантип иштейт?

Изилдөөдө адегенде сойлоп деформациялануу–зыяндануу модели белгилүү убакыт чекиттеринде үч өлчөмдүү зыяндануу талаасын түзөт; зыяндануудан улам төмөндөгөн механикалык параметрлер андан соң активдүү булактуу ийкемдүү толкун моделине өткөрүлөт, булак–кабылдагыч жуптарынын ортосундагы P-толкундун биринчи жетүү убактысы эсептелет жана бул жол-ылдамдык маалыматы үч өлчөмдүү уяча торуна бөлүштүрүлүп, аймактык мейкиндиктик корреляция аркылуу жетишпеген уячалар толтурулат.

Ийкемдүү толкундун таралышы

Активдүү булак пайда кылган ийкемдүү толкун үчүн импульс теңдемеси:

\[ \rho \frac{\partial^2 \mathbf{u}}{\partial t^2} -\nabla\cdot\boldsymbol{\sigma} = \mathbf{F}_v \tag{13} \]

түрүндө жазылат. \(\rho\) тыгыздык, \(\mathbf{u}\) жылыш вектору, \(\boldsymbol{\sigma}\) чыңалуу тензору жана \(\mathbf{F}_v\) көлөмдүк механикалык жүк вектору.

Зыяндануудан кийинки ийкемдүү матрица:

\[ \mathbf{C}(D)=(1-D)\mathbf{C}_0 \tag{14} \]

менен азайтылат. Булак ошондой эле Lamé туруктууларын:

\[ \lambda(D)=(1-D)\lambda_0 \]

\[ \mu(D)=(1-D)\mu_0 \tag{15} \]

түрүндө зыянданууга көз каранды кылат.

Биринчи жетүү убактысынан жол ылдамдыгына

Активдүү булак \(S_i\) менен кабылдагыч \(R_i\) ортосундагы эквиваленттүү орточо ылдамдык:

\[ V_{SR} = \frac{|R_i-S_i|}{\Delta t} \tag{17} \]

менен эсептелет.

Бул жерде \(|R_i-S_i|\) — булак–кабылдагыч аралык, \(\Delta t\) болсо P-толкундун биринчи жетүү убактысы. Бирдей аралык үчүн узагыраак жетүү убактысы төмөнүрөөк эквиваленттүү толкун ылдамдыгына туура келет.

Үч өлчөмдүү уячаларды толтуруу

Талдоо аймагы үзгүлтүксүз үч өлчөмдүү уячаларга бөлүнөт. Изилдөөдө үч жагдай бар:

1. Бир гана нур өткөн уячага ошол нурдун орточо ылдамдыгы түздөн-түз берилет.
2. Бир нече нур өткөн уячада жол узундугуна же өтүү үлүшүнө негизделген салмакталган ылдамдык бириктирилет.
3. Эч бир нур өтпөгөн “сокур” уячалардын ылдамдыгы коңшу уячалардын мейкиндиктик корреляциясынан бааланат.

Сокур уяча үчүн негизги туюнтма:

\[ V(c_0) = \sum_{k=1}^{n}\lambda_kV(c_k) \tag{18} \]

жана салмактар:

\[ \sum_{k=1}^{n}\lambda_k=1 \]

шартын аткарышы керек. Бул түзүлүш сенсорлордун саны чектелүү болгонуна карабастан, моделдин бүткүл көлөмүн камтыган үч өлчөмдүү ылдамдык талаасын түзүүнү көздөйт.

Түз нур ыкмасынын чеги

Булак тоо тек матрицасындагы гетерогендүүлүктү үзгүлтүксүз чөйрөдөгү жумшак физикалык өзгөрмөлүүлүк катары бергендиктен, курч импеданс чектери жок деп жана сынуу/дифракция таасирлери чектелүү деп кабыл алынганын белгилейт. Ошондуктан булак–кабылдагыч ортосундагы нур жолдору болжолдуу түз сызык катары иштетилет.

Чыныгы талаадагы жарака тармактары татаалыраак сынуу, чагылуу жана чачыроо жүрүм-турумун жаратышы мүмкүн. Бул моделди келечекте чыныгы талаадагы активдүү-булак маалыматтары менен текшерүү эмне үчүн маанилүү экенинин бир бөлүгү.

P-толкундун төмөн ылдамдык зоналары эмне үчүн сойлоп деформациялануу зыяндануусу менен байланыштуу?

Сойлоп деформациялануу зыяндануусу микрожаракалардын өсүшү, биригиши жана ийкемдүү катуулуктун азайышы аркылуу тоо тектин түзүмдүк бүтүндүгүн алсыратат; бул ийкемдүү толкундардын таралышын жайлатып, биринчи жетүү убактысын узартат, ошондуктан жогорку зыянданган аймактар үч өлчөмдүү ылдамдык сүрөтүндө адатта төмөн P-толкун ылдамдык аномалиялары катары көрүнөт.

Зыяндануу менен ылдамдыктын ортосундагы чынжыр

Изилдөөнүн негизги физикалык чынжырын төмөнкүдөй жыйынтыктоого болот:

узак мөөнөттүү чыңалуу → сойлоп деформациялануу → микрозыяндын топтолушу → ийкемдүүлүк модулунун азайышы → толкун таралышынын жайлашы → биринчи жетүү убактысынын узарышы → үч өлчөмдүү төмөн-ылдамдык аномалиясы.

Ошондуктан ылдамдыкты сүрөттөө зыяндануунун өзүн түздөн-түз көрбөйт; зыяндануунун ийкемдүү чөйрөгө тийгизген физикалык жообун сүрөттөйт.

Жетүү убактысы бардык жерде бир калыпта өспөйт

Булак P-толкундун биринчи жетүү убактысы бүткүл убакыт аралыгында сөзсүз монотондуу өспөй турганын өзгөчө белгилейт. Жергиликтүү чыңалуунун бошошу же тоо тек түзүлүшүнүн кайра уюшулушу айрым жаракалардын убактылуу жабылышына же кайра жайгашуусуна алып келиши мүмкүн.

Мындай жергиликтүү кысылуу толкун жолун убактылуу ылдамдатышы мүмкүн. Ошондуктан бир сенсордогу көз ирмемдик ылдамдык өсүшүн түздөн-түз “зыяндануу жакшырды” деп чечмелөө туура эмес; үч өлчөмдүү жана убакыттык үлгү чогуу бааланышы керек.

Үч зыяндануу баскычы

Жарака тегиздиги зыяндануу эволюциясын кантип башкарды?

Болжол менен 65° жантайган жарака алсыздык тегиздиги башында түзүмдүк бүтүндүгү төмөнүрөөк механикалык алсыздыкты түзгөндүктөн, зыяндануу жарака–галерея шыбы кесилишинде топтолгон, андан кийин жараканын геометриясы боюнча өнүккөн жана жаракадан өткөн Y25 кесилишинде P-толкун ылдамдыгынын жоготуусу жаракадан алыс Y15 жана Y35 кесилиштерине караганда чоң болгон.

Y15, Y25 жана Y35 кесилиштери

Үч мүнөздүү кесилиште галерея шыпынан 1,5 m жогору X = 4–20 m боюнча мониторинг сызыктары аныкталган.

Y25тин төмөнүрөөк баштапкы ылдамдыгы да жарака аймагындагы алсызыраак баштапкы түзүмдүк бүтүндүк менен шайкеш келет. Убакыт өткөн сайын төмөн-ылдамдык аномалиясы чоңоюп эле тим болбостон, өз ара байланышкан мүнөзгө ээ болгон.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

COMSOL модели

Тоо тек параметрлери

Булактагы таблица боюнча эскертүү: Ошол эле 1-таблицада ички сүрүлүү бурчу тилкесинин дароо жанында экинчи жолу “Internal Friction Angle” деген аталыштагы тилке бар жана эки катарда тең маани 3 болуп берилген. Экинчи аталыштын бирдиги же физикалык аныктамасы булакта так эмес болгондуктан, Verianla бул маанини башка параметр катары чечмелебейт.

Эки баскычтуу эсептөө

Санариптик изилдөө эки негизги баскычта жүргүзүлгөн.

1-баскыч — Сойлоп деформациялануу зыяндануусу: Узак мөөнөттүү жериндеги чыңалуу астында курчап турган тоо тектин сойлоп деформациялануу жана зыяндануу өнүгүүсү чечилет.

Булак сегиз мүнөздүү убакыт чекитин колдонот:

1, 30, 60, 90, 120, 150, 180 жана 210 күн.

2-баскыч — Активдүү булактуу толкун сүрөттөөсү: Бул убакыт чекиттериндеги зыяндануудан кийинки механикалык касиеттер ийкемдүү толкун моделине өткөрүлөт. Булактар козголот, кабылдагычтардын биринчи P-толкун жетүү убактысы алынат жана үч өлчөмдүү ылдамдык талаасы кайра түзүлөт.

Булак–сенсор жайгашуусу

Булак толкун формасы

Булак козголуусу:

\[ P= P_0 \exp\left(-\gamma\frac{t}{t_0}\right) \sin\left( \frac{4\pi}{1+t_0/t} \right) \tag{19} \]

түрүндө аныкталган.

Булак параметрлери:

• \(P_0=1{,}4\times10^6\) N,
• \(\gamma=1{,}86\),
• \(t_0=8{,}1\times10^{-5}\) s.

Булактар S1, S2, S3, S4, S5, S6 жана S7 ирети менен иштетилген.

P-толкундун биринчи жетүү убакыттары

S3 булагы аркылуу изилденген көптөгөн кабылдагыч чекиттерде убакыт өткөн сайын биринчи жетүү убактысы жалпысынан көбөйгөнү байкалган. Айрыкча 7-номерлүү мониторинг чекити эң көрүнүктүү өсүштү көрсөткөн.

Булактын чечмелөөсү боюнча бул чекит зыяндануу топтолгон, жаракалар жакшыраак өнүккөн жана чыңалуунун кайра бөлүштүрүлүшү күчтүү болгон орунга туура келет.

Ошол эле учурда жергиликтүү жаракалардын жабылышынан жана чыңалуунун бошошунан улам айрым убакыт аралыктарында биринчи жетүү убактысы убактылуу азайышы мүмкүн. Ошондуктан өнүгүү толугу менен монотондуу эмес.

1-күндөгү ылдамдык талаасы

Баштапкы баскычта курчап турган тоо тек салыштырмалуу бүтүн. Булак үч өлчөмдүү ылдамдык талаасынын чоң бөлүгүндө болжол менен 4000–4500 m/s диапазонун билдирет.

Ошого карабастан, казуудан келип чыккан чыңалуунун бошошу жана жарака тегиздигинин биргелешкен таасири менен биринчи күндөн тартып эле жарака зонасында жана жарака–шып кесилишинде жергиликтүү ылдамдык аномалиялары пайда болот.

30–90 күндүк өнүгүү

Чыңалуу талаасынын кайра уюшулушу менен жарака зонасындагы да, галереянын айланасындагы да төмөн-ылдамдык аймактары тереңирээк курчап турган тоо текке карай жылат.

Айрыкча жаракага жакын аномалия бөлүнгөн жергиликтүү зоналардан үзгүлтүксүз тилке формасына өтөт. Ошол эле мезгилде зыяндануу талаасы да тайыз зоналардан терең курчап турган тоо текке карай өнүгүп, чоң убакытка көз каранды зыяндануу зоналары пайда болот.

90–210 күндүк өнүгүү

Бул кеч баскычта ылдамдыктын төмөндөө темпи алгачкы мезгилге салыштырмалуу жайласа да, төмөн-ылдамдык зоналары ээлеген көлөм жана алардын өз ара байланышы өсө берет.

Зыяндануу талаасында болсо жарака тармагы жергиликтүү топтолуудан аймактык байланышууга өтүп, булак зыяндануунун өсүшүн ылдамдаган эволюция катары сүрөттөйт.

Жарака өзөгүндө көрүнүктүү сызыктуу эмес ылдамдык төмөндөшүнүн пайда болушу курчап турган тоо тектин бузулушу критикалык баскычка өтүп жатканын көрсөткөн негизги санариптик белгилердин бири.

Зыяндануу талаасы менен ылдамдык талаасын салыштыруу

Булак 9-сүрөттөгү ылдамдык талаасы менен 11-сүрөттөгү зыяндануу талаасын бирдей ортогоналдык кесилиштерде салыштырат. Жогорку зыянданган зоналар жалпысынан төмөн ылдамдык зоналары менен дал келет.

Шайкештик жайгашуу боюнча гана эмес, таралуу багыты жана өнүгүү баскычы боюнча да көрүнөт. Айрыкча жарака тегиздиги зыяндануу талаасынын да, төмөн-ылдамдык талаасынын да геометриясын башкарат.

Бул изилдөө чыныгы талаа мониторинг системасын тастыктайбы?

Жок. Изилдөө чыныгы терең галерея геометриясын жана талаадагы зыяндануу байкоолорун колдонгонуна карабастан, 1–210 күндүк P-толкун ылдамдык талаасы жана зыяндануу эволюциясы COMSOL негизиндеги санариптик моделден алынган; учурдагы талаалык текшерүү болжолдонгон сезимтал зоналар менен байкалган каптал дубал жакындашуусунун жана шып кулашынын мейкиндиктик шайкештигине гана негизделет, узак мөөнөттүү сандык активдүү-булак талаа маалыматтары азырынча жок.

Талаа байкоосу эмнени тастыктады?

Булактагы талаа сүрөттөрү жана үч өлчөмдүү геологиялык реконструкция бузулуунун эки негизги түрүн көрсөтөт:

• каптал дубалдардын жакындашуусу,
• шыптын кулашы.

Санариптик моделдеги жогорку зыяндануу жана төмөн-ылдамдык аномалиялары да айрыкча галереянын шыпында, каптал дубалдарда жана жарака–галерея кесилишинде топтолот.

Бул мейкиндиктик шайкештик моделдин инженердик жактан негиздүү экенин колдойт; бирок талаа сенсорлорунан өлчөнгөн ылдамдык маанилери менен түз сандык ката талдоосу жүргүзүлбөгөндүктөн, бул толук сандык тастыктоо эмес.

Изилдөө колдогон жыйынтыктар

• Үч өлчөмдүү P-толкун ылдамдык талаасы моделдеги сойлоп деформациялануу зыяндануусунун жайгашуу жана убакыт эволюциясы менен күчтүү мейкиндиктик шайкештик көрсөтөт.
• Төмөн-ылдамдык зоналары зыяндануу топтолушу менен бирге кеңейип, убакыт өткөн сайын бири-бирине байланышат.
• Жарака алсыздык тегиздиги зыяндануунун жайгашуусун жана өнүгүү багытын олуттуу көзөмөлдөйт.
• Жараканы кесип өткөн Y25 кесилишинде ылдамдык жоготуусу жаракадан алыс кесилиштерге караганда чоң.
• Модель 210 күндүк убакыт аралыгында жергиликтүү зыяндануудан аймактык зыяндануу биригүүсүнө өтүүнү сүрөттөй алат.
• Санариптик сезимтал зоналар талаа байкоолорундагы шып кулашы жана каптал дубал жакындашуусу жайгашуулары менен сапаттык жактан шайкеш келет.

Изилдөө колдобогон жыйынтыктар

• Чыныгы галереяда 210 күн бою ошол эле ылдамдык маанилери өлчөнгөнүн көрсөтпөйт.
• Сунушталган системанын талаадагы эрте эскертүү тактыгын, жалган коңгуроо көрсөткүчүн же аныктоо ыктымалдыгын сандык жактан тастыктабайт.
• Ар бир тоо тек түрү, ар бир жарака геометриясы же ар бир кен тереңдиги үчүн ошол эле жыйынтыктар жарактуу экенин көрсөтпөйт.
• Чыныгы мезоскопиялык жарака тармагынын бардык толкун сынуу, чачыроо жана дифракция таасирлерин чечерин көрсөтпөйт.
• Чектелген булак–кабылдагыч жайгашуусу жогорку чечилиштагы талаа томографиясы үчүн жетиштүү экенин далилдебейт.
• Norton–Bailey жана Weibull параметрлерин башка тоо тек массаларына калибрлөөсүз өткөрүүгө болорун көрсөтпөйт.

Негизги чектөөлөр

1. Макро-эквиваленттүү гетерогендүүлүк: Үзгүлтүксүз чөйрө модели тоо тек гетерогендүүлүгүн статистикалык параметр өзгөрүүсү менен берет; өзүнчө мезоскопиялык жарака геометрияларын түз чечпейт.
2. Тар байкоо апертурасы: Булак–кабылдагыч жайгашуусу үч өлчөмдүү тескери чечимдин мейкиндиктик чечилишин чектейт.
3. Сандык талаа тастыктоосу жок: Узак мөөнөттүү активдүү-булак талаа жазуулары азырынча жок.
4. Түз нур ыкмасы: Татаал талаа сынуу жана дифракция таасирлери толук берилбейт.
5. Параметрлердин кайра өндүрүлүшү: Булак Norton–Bailey жана Weibull моделдеринин бардык сандык калибрлөө коэффициенттерин негизги текстте ачык жана бирдиктүү таблицада бербейт.
6. 1-таблицанын аталыш белгисиздиги: Экинчи “Internal Friction Angle” аталышынын мааниси түшүндүрүлгөн эмес.

Келечектеги изилдөө багыты

Авторлор гетерогендүү тоо тек массасында зыяндануу–ылдамдык байланышын сандык жактан такыраак түзүү үчүн сызыктуу эмес эквиваленттүү чөйрө теориясын колдонууну сунушташат.

Ошондой эле булак–кабылдагыч жайгашуусун оптималдаштыруу жана моделди чыныгы талаадагы активдүү-булак мониторинг маалыматтары менен текшерүү пландалууда. Бул эки өнүктүрүү тескери чечимдин чечилишин жана инженердик колдонууга жарамдуулугун жогорулатуу үчүн негизги кийинки кадам болуп саналат.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

Түпнуска аталышы: Numerical Imaging Characterization of Three-Dimensional Velocity Fields for Creep Damage Evolution in Surrounding Rock of Deep Roadways

Авторлор: Shichao Yang; Yongsheng Cao; Xulong Yao; Daixing Hu; Guangliang Yan; Yuwei Wang; Hao Zhou

Жооптуу автор: Yongsheng Cao

Мекеме 1: Mine Green Intelligent Mining Technology Innovation Center of Hebei Province, College of Mining Engineering, North China University of Science and Technology, Tangshan 063210, China

Мекеме 2: College of Artificial Intelligence, North China University of Science and Technology, Tangshan 063210, China

Журнал: Applied Sciences

Басмакана: MDPI

Жарыялоо түрү: Рецензияланган, ачык жеткиликтүү изилдөө макаласы

Библиографиялык жазуу: Applied Sciences, 2026, 16(17), 8842

DOI: 10.3390/app16178842

Жөнөтүлгөн: 13 Июль 2026

Ревизия: 24 Август 2026

Кабыл алынган: 3 Сентябрь 2026

Жарыяланган: 5 Сентябрь 2026

Лицензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Изилдөө түрү: Үч өлчөмдүү санариптик геомеханикалык моделдөө + ийкемдүү толкунду түз моделдөө + P-толкун ылдамдык талаасын реконструкциялоо + талаадагы зыянданууну сапаттык салыштыруу.

Негизги программалык камсыздоо: COMSOL Multiphysics 6.3.

Негизги механикалык модель: Norton–Bailey сойлоп деформациялануу модели + Weibull гетерогендүүлүгүн берүү + ийкемдүү зыяндануу модели.

Зыяндануу критерийлери: Максималдуу созулуу чыңалуусу жана Mohr–Coulomb критерийи.

Ылдамдыкты сүрөттөө ыкмасы: Активдүү булак P-толкундун биринчи жетүү убактысы + уяча негизиндеги жол ылдамдыгы + аймактык мейкиндиктик корреляция.

Убакыт чекиттери: 1, 30, 60, 90, 120, 150, 180 жана 210 күн.

Булак–кабылдагыч системасы: 7 активдүү булак, 24 мониторинг чекити жана төрт өлчөө станциясы.

Каржылоо: National Natural Science Foundation of China (52604121); Science and Technology Research Project of the Department of Education of Hebei Province (QN2025427); Natural Science Foundation of Hebei Province of China (E2025209181); Central Government Guided Local Science and Technology Development Fund (264Z4201G).

Институционалдык Этика Комитети: Колдонулбайт.

Маалымдалган макулдук: Колдонулбайт.

Маалыматтардын жеткиликтүүлүгү: Маалыматтарды авторлордон суроо-талап боюнча алууга болору көрсөтүлгөн.

Кызыкчылыктардын кагылышы: Авторлор кызыкчылыктардын кагылышын билдиришкен эмес.

Авторлордун салымы: Shichao Yang; концептуалдаштыруу, методология, текшерүү, изилдөө, маалыматтарды башкаруу, алгачкы долбоор, визуалдаштыруу жана долбоорду башкаруу. Yongsheng Cao; концептуалдаштыруу, методология, формалдык талдоо, изилдөө, ресурстар, маалыматтарды башкаруу, каржылоону алуу, карап чыгуу/редакциялоо жана көзөмөл. Xulong Yao; концептуалдаштыруу, методология, формалдык талдоо, изилдөө, ресурстар, маалыматтарды башкаруу, карап чыгуу/редакциялоо жана көзөмөл. Daixing Hu; методология, изилдөө жана карап чыгуу/редакциялоо. Guangliang Yan; методология, программалык камсыздоо жана текшерүү. Yuwei Wang; методология жана карап чыгуу/редакциялоо. Hao Zhou; методология жана карап чыгуу/редакциялоо.

Негизги чечмелөө чеги: Үч өлчөмдүү зыяндануу жана ылдамдык эволюциясы — симуляция. Талаа маалыматы зыяндануу формалары менен сезимтал жайгашуулардын сапаттык салыштыруусун гана берет; узак мөөнөттүү сандык активдүү-булак талаа тастыктоосу жок.

Параметрлерди баяндоо чеги: Булак Norton–Bailey жана Weibull теңдемелериндеги бардык калибрлөө параметрлеринин сандык маанилерин ачык толук параметр топтому катары бербейт.

1-таблица боюнча баяндоо эскертүүсү: “Internal Friction Angle” аталышы эки тилкеде кайталанган; экинчи тилкедеги 3 маанисинин физикалык аталышы булакта так эмес.

Визуалды кайра чийүү: Интеграцияланган сойлоп деформациялануу–зыяндануу–ылдамдык сүрөттөө иш агымы, жаракалуу галерея геометриясы, булак–сенсор жайгашуусу, 1–210 күндүк төмөн-ылдамдык зонасынын өнүгүүсү жана Y15/Y25/Y35 ылдамдык салыштыруусу Verianla үчүн өзгөчө техникалык схемалар түрүндө кайра курулушу мүмкүн.

Verianla Live шайкештиги: Live Process, Live Figure, Live Line, Live Compare жана Live Equation үчүн жогорку деңгээлде шайкеш. Колдонуучунун материал, убакыт же булак параметрин өзгөртүп, булакта жок жаңы натыйжаны эсептетүүсү ылайыктуу эмес.