Академик Михаил Александрович Садовский обладал редким сочетанием качеств крупного ученого и организатора. Являясь государственным деятелем, он всегда с особой личной ответственностью выполнял решения высших органов власти. Его награды: Герой Социалистического труда, кавалер орденов Ленина, лауреат государственных премий и др. – свидетельствуют об исключительной важности стоявших перед ним задач и высоком качестве их решения.

На основе результатов физического моделирования рассмотрено взаимодействие воздушной ударной волны, вызванной приземным взрывом заряда ВВ, с теплым слоем. Показано, что наличие прогревного слоя обусловливает сильный эффект, связанный с качественным изменением эпюры давления в ударной волне, снижению амплитуды волны сжатия и увеличению ее длительности.

Материалы из архива А. Д. Завьялова

В предлагаемой статье сделана попытка проследить эволюцию некоторых базовых положений модели геофизической среды М.А. Садовского в работах сотрудников ИДГ РАН. Богатый экспериментальный материал, накопленный на протяжении многих лет участия в испытаниях ядерного оружия, послужил фундаментом для развития динамики деформирования массивов горных пород на разном иерархическом уровне. Показано, что многие современные подходы и результаты последних лет в том или ином виде были предсказаны в работах М.А. Садовского. Продемонстрирована ключевая роль разломных зон в эволюции деформационных процессов в земной коре. Развитие нового научного направления Геомеханика разломов открывает новые возможности в решении фундаментальных и прикладных задач физики твердой Земли.

В статье представлен краткий исторический обзор лабораторных экспериментальных исследований, начатых в ИФЗ РАН в первой половине 1970-х годов по инициативе академика М.А. Садовского и воспроизводящих на моделях отдельные аспекты разрушения горных пород при сейсмическом процессе. Отмечены предпосылки и основные направления исследований. Приведены данные по отдельным экспериментам, основное внимание сосредоточено на методике. Даны основные сведения о крупномасштабном эксперименте по деформированию и разрушению блоков горных пород метрового размера на 50-тонном прессе. Эксперимент проводился в 1980-х годах под методическим и организационным руководством ИФЗ РАН (Г.А. Соболев) с привлечением широкого круга смежных организаций и специалистов. Описаны методика и результаты экспериментов на модели сейсмической бреши, экспериментов на слайдер-моделях разломов с триггерным воздействием и экспериментов на малых образцах с заданием сложного напряженного состояния. Результаты экспериментов поддержали основные идеи модели лавинно-неустойчивого трещинообразования, предложенной в ИФЗ РАН в 1971 г.

В статье представлена история организации ИПКОН РАН на основе Сектора физико-технических горных проблем в Институте физики Земли им. О.Ю. Шмидта АН СССР, возглавляемого академиком М.А. Садовским

В рамках нелокальной модели градиентного типа рассмотрена задача о перераспределении напряжений в массиве в окрестности двух параллельных выработок. Определяющие уравнения описывают пластические межзеренные сдвиги и локальную неоднородность. При описании кинематики в плоском случае используется два независимых поля перемещений. Как следствие, модель содержит структурный параметр, включающий размерность длины и описывающий локальные изгибы элементарных объемов. Даны примеры расчетов развития зон пластических деформаций в приконтурной зоне массива, определены области повышенной концентрации напряжений. Показано, что учет локальных изгибов, с одной стороны, приводит к уменьшению пластических сдвигов в приконтурной зоне, с другой — к более глубокому проникновению вглубь массива областей высокой концентрации напряжений.

Представлены результаты сопоставительного анализа современных объемных деформаций и сейсмичности в разломных зонах сейсмоактивных (Копетдаг, Камчатка) и слабосейсмичных (Юго-Восток Татарстана) регионов. Показано, что существует обратная взаимосвязь энергетических характеристик деформационных и сейсмологических процессов в пространстве и во времени. Сделан вывод о том, что наблюдаемое противофазное поведение энергетических характеристик обусловлено поочередной реализацией объемной и сдвиговой части накопленной потенциальной энергии среды. Высказано предположение, что наличие более интенсивных объемных деформаций разломных зон платформенных, слабосейсмичных регионов обусловлено снижением доли реализации сдвиговой компоненты деформационной энергии вследствие пониженной сейсмической активности в этих регионах.

Изучение явления фрагментирования, делимости горных пород имеет большое значение для понимания сущности сейсмического процесса, решения задач горнопромышленной индустрии, выявления параметров и механизмов разломно-трещинной тектоники. Принципиально значимый вклад в разработку этого направления был внесен академиком Михаилом Александровичем Садовским. Обычно проблема делимости рассматривается в контексте разломно-трещинной тектоники, однако делимость определяется не только линейными структурами (разломами, линеаментами), но и существованием трехмерных геологических провинций с характерным только для этих провинций структурно-вещественным наполнением. Эта разновидность делимости практически не изучена. В статье приведено описание областей ареального рифтинга: Провинции бассейнов и хребтов (Северная Америка), Селенгино-Витимской зоны (Западное Забайкалье), Зондского шельфа (Малайский архипелаг), являющихся элементами объемной делимости земной коры и в то же время обладающих внутренней делимостью более высокого ранга. В основу исследования положен сравнительный структурно-тектонический анализ с использованием как авторского, так и литературного материала. Рассмотренные в статье объекты образуют тектонически обособленные линзовидно-плоскостные геологические тела, обладающие индивидуальной морфоструктурой, геологической историей и геодинамическими условиями формирования. Они ограничены разломными зонами и представлены структурным парагенезом хрупко-пластического диффузного (рассредоточенного) сдвига, для которого характерно фрагментирование горных масс на систему линейно упорядоченных поднятий и прогибов. Существование подобных морфоструктурных ансамблей (парагенезов) отражает 3D тектоническую делимость корового масштаба.

Обоснование технологий вскрытия и отработки месторождений твердых полезных ископаемых, сейсмическое районирование территорий в интересах крупномасштабного строительства проводятся с использованием геомеханических моделей, поэтому валидация последних является актуальной задачей. В статье рассмотрены некоторые аспекты построения геомеханических моделей, связанные с выбором размеров и ориентации расчетной области, а также количественной оценкой компонент поля напряжений вне зоны влияния целевого объекта. На основе сравнительного анализа линейных размеров тектонических блоков первого и второго масштабных уровней Алтае-Саянской складчатой области найдено значение коэффициента иерархичности по М.А. Садовскому k = 3.17–3.22, который предлагается использовать при построении вложенных геомеханических моделей для региона основных железорудных месторождений Горной Шории. Разработан и на реальных геотехнических объектах различного масштабного уровня (Соликамский рудник и угольный пласт на выемочном участке шахты «Воркутинская») апробирован метод количественной оценки параметров внешнего поля напряжений. Метод основан на решении обратных граничных задач по прямым (измерительный гидроразрыв) и косвенным (пассивная сейсмическая томография с использованием координат гипоцентров динамических событий и времен первых вступлений, зарегистрированных шахтными сейсмостанциями) данным. Реализация этого метода позволила определить величины и ориентацию главных горизонтальных напряжений вне зоны влияния Соликамского рудника 14 и 24 МПа, свидетельствующие о взбросовом геодинамическом режиме в окрестности этого геотехнического объекта.

В статье приведены результаты экспериментов по воспроизведению процесса прерывистого скольжения по модельному разлому и инициирования подвижки борта разлома флюидными и электрическими воздействиями. Отличительной особенностью использованной экспериментальной установки является протяженный подвижный блок, позволяющий существенно увеличить площадь межблочного контакта, заполненного сухим мелкозернистым песком. Это позволило исследовать пространственную картину развития зон активного деформирования контактной зоны посредством решения задачи локации источников акустической эмиссии. Отдельное внимание уделено изучению отклика контактной зоны на инжекцию в неё воды и прямое воздействие электрического тока. В результате проведенных экспериментальных исследований определены пространственно-временные закономерности отклика модельного разлома на увеличение сдвиговой нагрузки и флюидные и электрические воздействия. Показано, что воздействие электрического тока вызывает рост акустико-эмиссионной активности во всей области между электродами за исключением области активизации эмиссии на этапе инжекции воды. Установлено, что электрическое воздействие может приводить к инициированию динамической подвижки с активизацией пространственных областей, проявленных на предыдущих этапах воздействия.

Сейсмотектонические домены являются основой оценки сейсмической опасности на уровне Общего cейсмического районирования (ОСР). В статье анализируется фрагмент карты сейсмотектонических доменов. Показано, что не все домены представляют однородные сочетания сейсмических и тектонических признаков, как предполагалось при их формулировке. Иногда из-за высокой степени генерализации данных домены объединяют весьма разнородные участки. Вместе с тем, показано, что совсем отказаться от обобщающих сейсмотектонических моделей и опираться только на карты активных разломов, неоправданно. Высказано предположение, что явно выраженные индивидуальные особенности сильных землетрясений, в том числе, практически одинаковых магнитуд, отражают естественную изменчивость свойств объекта. Это накладывает ограничения на возможности оценки сейсмической опасности.

Предложен новый подход к оценке амплитуды ударных волн и волн сжатия в атмосфере, вызванных источниками взрывного типа: промышленные взрывы, мощные взрывы сосредоточенных зарядов, взрывы конденсированных химических ВВ и взрывы газовых смесей. В результате обобщения данных инструментальных наблюдений показана возможность использования формул М.А. Садовского для описания механического эффекта ударных волн в атмосфере, для всех выше перечисленных источников, путем учета зависимости масштабных коэффициентов закона энергетического подобия и тротилового эквивалента взрыва от объемной плотности энергии в источнике, что делает формулу М.А. Садовского универсальной для расчета параметров механического действия взрывов зарядов ВВ с любым состоянием вещества, различными свойствами и энергетическими характеристиками. Полученные данные могут быть использованы для предупреждения негативных последствий применения взрывных технологий в народном хозяйстве и при проведении экспериментальных взрывов взрывчатых веществ.

Методами компьютерного моделирования рассматривается возможность образования Австрало-Азиатского поля рассеяния тектитов в результате падения астероида на остров вулканического происхождения с возвышенностью. Показано, что при ударе в гору увеличивается угол разлета высокоскоростных выбросов, что может объяснить большие размеры Австрало-Азиатского поля рассеяния тектитов. Отсутствие найденного кратера-источника тектитов объясняется тем, что в результате такого удара образуется подводный кратер, который труднее обнаружить, чем расположенный на суше.

Одной из фундаментальных проблем астрофизики и геофизики является изучение процессов во внешней и внутренней магнитосфере и ионосфере Земли, связанных с передачей энергии в системе солнечный ветер – магнитосфера и плазмосфера – ионосфера. Важнейшим агентом передачи энергии в этой системе являются плазменные потоки, взаимодействующие с фоновой плазмой и магнитным полем. Их непосредственное исследование с использованием космических аппаратов при сегодняшних технических возможностях космонавтики не представляется возможным. В этих условиях первостепенное значение приобретают активные плазменные эксперименты. Это направление успешно развивается в ИДГ РАН, а фундаментом для постановки экспериментов, разработки исходных данных и необходимых технических и измерительных средств является опыт многолетних исследований в области физики взрыва, проводившихся в Спецсекторе ИХФ РАН, а затем в Спецсекторе ИФЗ РАН и ИДГ РАН под руководством академика М.А. Садовского. Результаты экспериментов, проведённых в сотрудничестве с научными организациями РФ и США, позволили впервые в реальной геофизической среде осуществить комплексные многоточечные измерения параметров плазмы как внутри плазменного потока, так и дистанционно. Анализ результатов экспериментов показал, что их схемы, параметры взрывных генераторов плазмы, диагностическое оборудование позволили исследовать наиболее важные и продолжающие оставаться предметом активного изучения эффекты взаимодействия природных ионосферных плазменных потоков с фоновой средой и геомагнитным полем, их пространственно-временное распределение, основные параметры и результаты воздействия на геофизическую среду. 

В конце 20 века была создана Международная система мониторинга (МСМ), которая возникла в связи с появлением Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний. Большой вклад в формирование условий Договора своими знаниями и авторитетом внес академик РАН Михаил Александрович Садовский, который был участником целого ряда подготовительных совещаний, а на одном из ключевых совещаний экспертов по сейсмическому методу обнаружения ядерных взрывов назначен руководителем советской делегации. М.А. Садовский был не только признанным научным авторитетом в области механического действия взрыва, но и непосредственно занимался организацией наблюдений ядерных взрывов на опытных полигонах. Результаты, полученные под руководством академика М.А. Садовского, положили начало развитию сейсмических методов контроля ядерных испытаний. Основная цель Международной системы мониторинга формулируется как «способствование обнаружению любого ядерного взрыва» и долгое время эта задача оставалась, в основном, в теоретической плоскости. Однако сложившаяся на сегодняшний день политическая обстановка перевела эти вопросы из рутинных процедур во вновь обретающие остроту задачи по своевременному и надежному обнаружению возможных ядерных испытаний. В статье описаны работы, которые были проведены на рубеже веков в ходе выбора мест расположения сейсмических станций, в дальнейшем ставших частью международной системы мониторинга (МСМ). Рассматриваются основные принципы и алгоритмы выбора мест расположения сейсмических станций на основе анализа опыта работ по отбору площадок для станций МСМ на территории России. Пошаговый разбор базовых подходов, использованных в ходе организации сейсмической сети МСМ, может быть полезным при создании новых систем наблюдений для решения разноплановых задач.