Шеменда Александр Ильич (Chemenda Alexandre)
Университет Ницца – София Антиполис, Geoazur, Франция; chem@geoazur.unice.fr
Результаты геомеханического анализа/моделирования трещино- и разломо-образования могут иметь предсказательную силу только при условии адекватного описания свойств геосреды. По мере углубления экспериментальных исследований, эти свойства представляются все более сложными, а механизмы разрушения – все более многообразными. Например, давно известно, что свойства пород и режимы их разрушения очень чувствительны к среднему давлению 
, но только недавно стало понятным, что основным механизмом разрушения при любых (не очень маленьких) , является локализация деформации (constitutive instability), приводящая к образованию полос локализации деформации разных типов. Тип зависит от фактора дилатанции, который, в свою очередь, сильно зависит от . При больших , образуется чисто компакционные полосы, сравнительно недавно открытые полевыми исследованиями. Механизм их образования все еще остается предметом активного изучения (e.g., Chemenda, JMPS, 2009; Stefanov et al., JMPS, 2011). Совсем недавно, экспериментально были получены чисто дилатанционные полосы (антиподы компакционных полос) (Chemenda et al., JGR, 2011), которые быстро эволюционируют в поверхности нарушения сплошности, по всем характеристикам соответствующие самому распространенному типу трещин в верхней коре, joints. Прежде, они считались результатом Mode I cracknig. Дилатанционные полосы играют важную роль при гидроразрыве. Сдвиговые трещины, считавшиеся Mode II трещинами, согласно недавным экспериментальным исследованиям, образуются в результате развития сдвигово-дилатанционных полос. Учет новых представлений о трещинообразовании радикально меняет выводы о тектоно-механическом состоянии и эволюции коллекторов (Chemenda et al., AAPG Bull., submitted).
Разломы в целом, и в осадочном чехле (пористой среде) в особенности, являются результатом развития и взаимодействия систем полос локализации. Даже хорошо сформированный (локализованный) разлом представляет собой более или менее широкую зону сложных неупругих нарушений (деформаций). В простейших случаях, эта зона с сильно уменьшенной (или вообще отсутствующей) пористостью, состоит из большого числа плотно расположенных квази-параллельных катакластических полос локализации, испытавших большую неупругую деформацию (damage). Такие структуры задокументированы в поле (Philit, Soliva, Ballas, Chemenda et al., GSA Bull., submitted) и были получены на экспериментальных моделях (Huyen, Bouissou, Chemenda et al., IJRMMS, submitted). Для численного моделирования этих структур, определяющие уравнения должны правильно учитывать изменение свойств среды в процессе деформирования (разломообразования). Недавние детальные экспериментальные исследования и теоретический анализ их результатов, позволили сформулировать соответствующие механические модели и установить связь между эволюцией таких параметров, как коэффициент внутреннего трения и дилатанции в процессе деформирования (Mas, Chemenda, IJRMMS, 2015). Учет этих результатов в численном моделировании позволил получить утолщающиеся разломы (Chemenda et al., Tectonophys., 2012) и, совсем недавно, воспроизвести мульти-полосную структуру разломов, типичных для пористых песчанников.
Современное состояние понимания (описания) неупругих свойств геосреды вместе с растущей производительностью вычислений, делают численное моделирование мощным предсказательным инструментом во многих приложениях, включая геомеханику коллекторов. В случаях сложного напряженного состояния, это описание является недостаточным, и требует учета зависимости свойств среды от условий нагружения, определяемых третьим инвариантом тензора напряжений. Это представляет перспективное направление современных геомеханических исследований (Chemenda, Mas, JMPS, 2016).