Закономерности формирования напряженно-деформированного состояния блочной геологической среды на разных масштабных уровнях

Аналитическими и экспериментальными исследованиями установлены закономерности формирования напряженно-деформированного состояния блочной геологической среды на разных масштабных уровнях: от Евразийской литосферной плиты до отдельных блоков в горно-технических системах. Определены основные тенденции изменения напряжений по латерали и вертикали. Построены численные модели напряженно-деформированного состояния различных участков геологической среды как для разрабатываемых, так и для перспективных месторождений Мурманской области и других регионов России.

Исследование напряженного состояния массивов горных пород в блочной среде при действии тектонических полей напряжений выполнено по схеме вложенных блочных структур, методом граничных элементов в двухмерной постановке задачи. На первом этапе проводились расчёты для блочной среды европейской части Евразийской литосферной плиты. При этом предполагалось, что на границе плиты действуют равномерно распределенные сжимающие усилия единичной интенсивности, вызванные раздвигом литосферных плит в районе срединно-океанической рифтовой зоны Атлантики и давлением Африканской плиты на Евразийскую. В районе Урала плита  принята закрепленной шарнирно. Получены распределения главных напряжений.

Распределение главных напряжений в блочной структуре Евразийской литосферной плиты.

Далее на основе натурных определений напряжений в различных блоках Европейского континента с учетом полученного распределения, рельефа местности и глубин, на которых производились измерения, была установлена абсолютная величина действующих на границе плиты усилий. По нашим расчетам эта величина равна 50 МПа.

На следующем этапе были выделены 2 блока, включающие территорию Фенноскандии и Северо-Запада России. В качестве граничных условий использованы результаты предыдущего этапа исследований. В итоге получено распределение напряжений в этих блоках. Результаты исследований сравнивались с результатами натурных измерений напряжений в этом регионе.

Блочное строение Фенноскандии и Северо-Запада России.

Следующий этап исследований – изучение напряженного состояния массива горных пород в блочной структуре Кольского полуострова. Граничные условия принимаются из решения предыдущего этапа. На основе этих исследований построены карты распределения главных напряжений на территории Кольского полуострова, выделены зоны повышенной энергонасыщенности.

Энергонасыщенность блоков Кольского полуострова.
 

1  2