Введение. Способность взаимодействия горной породы с глубинной водой тесно связана с аномальными свойствами воды: быстрорастворяющей и диссоцирующей характеристикой, аномально высокой температурой кипения, полярностью и поверхностной активностью молекул. При этом молекулы воды в присутствии других полярных молекул способны образовывать водородные мостики между атомами кислорода двух оказавшихся рядом молекул так, что атом водорода располагается на отрезке, соединяющем атомы кислорода. Образование тетраэдрических зародышей является аномалией жидкого кристалла воды. В этом аспекте исследование особенностей взаимодействия жидкого кристалла воды с трещинами горных пород, приводящего к разрушению трещин, является актуальной задачей.Цель работы. Определение механизма взаимодействия горной породы с глубинной водой и разработка физических моделей жидкого кристалла воды для определения его роли в разрушении горных пород.Методологии исследования. В работе анализируется существующее состояние проблем определения механизма взаимодействия глубинной воды с горной породой. Предложен новый подход к определению этого механизма. Показано, что глубинная вода является одним из определяющих факторов разрушения горной породы.Результаты исследования. Сконструирована физическая модель жидкого кристалла воды, состоящая из 92 молекул. Предложен новый подход определения взаимодействия глубинной воды с трещинами горных пород.Выводы и область применения результатов. Использован комплексный подход к анализу особенностей механизма взаимодействия горной породы с глубинной водой. Разработаны математические модели процесса фильтрации воды в трещины горных пород, приводящей к набуханию и разрыву трещин. Показано, что значение расклинивающего давления может достигать 230 МПа, что значительно больше предела устойчивости многих горных пород. Полученные результаты могут быть использованы при прогнозировании землетрясений путем определения механизма взаимодействия подземных вод с микротрещинами горных пород.
展开▼
