ON THE INFLUENCE OF VISCOSITY ON THE DEVELOPMENT OF INSTABILITY IN ANOMALOUSLY STRATIFIED GEOSYSTEMS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The paper investigates the question of the influence of viscosity on the rate of development of instability in heavy viscoelastic geosystems with an anomalous density distribution over depth. Geomaterials are considered as incompressible, and the Maxwell model of viscoelasticity (that makes it possible to adequately describe the dynamics of geosystems even in the case of huge viscosity of geomaterials) is adopted for them. Along with viscoelastic systems, the elastic comparison systems are considered, which are characterized by the same anomalous stratification and the same values of shear stiffnesses as the viscoelastic systems studied. Bilateral estimates for the increment of growth of the fastest mode of loss of stability (the “main increment of growth”) are obtained, which are valid for any viscosity. It has been found that the main growth increment always exceeds the main growth increment for the unstable elastic comparison system, which is determined by the inertial properties of the latter together with the degree of supercriticality of the parameters characterizing its unstable equilibrium state. As viscosity increases, the main growth increment for the viscoelastic system tends from above to the corresponding increment for the unstable elastic comparison system. In the case of stability of elastic comparison systems, the corresponding viscoelastic systems are unstable, but the rate of development of their instability is very low due to the great viscosity of geomaterials. Precisely and only in the case of stability of comparison systems, the viscosity slows down this rate, and for geosystems with extremely great viscosity, the manifestation of their instability during real observation times is very small. The analysis carried out confirms the fact that the study of stability and instability of elastic comparison systems can serve as a methodological basis for studying stability and instability of viscoelastic geosystems.

About the authors

E. I. Ryzhak

Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: E_I_Ryzhak@mail.ru
Russia, Moscow

S. V. Sinyukhina

Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences

Email: E_I_Ryzhak@mail.ru
Russia, Moscow

References

  1. Рыжак Е.И., Синюхина С.В. К вопросу о темпе процессов развития неустойчивости в геосистемах // Доклады РАН. Науки о Земле, 2022. Т. 506. № 2. С. 236–242. https://doi.org/10.31857/S2686739722601223
  2. Трусделл К. Первоначальный курс рациональной механики сплошных сред. М.: Мир, 1975. 592 с.
  3. Truesdell C., Noll W. The non-linear field theories of mechanics // Handbuch der Physik. V. 3/3. Berlin: Springer Verlag. 1965.
  4. Бленд Д. Теория линейной вязкоупругости. М.: Мир, 1965.
  5. Рыхлевский Я. О законе Гука // Прикладная математика и механика. 1984. Т. 48. Вып. 3. С. 420–435.
  6. Gurtin M. The linear theory of elasticity // Handbuch der Physik. Berlin: Springer Verlag. 1972.V. 6a/2. P. 1–295.
  7. Магницкий В.А. Внутреннее строение и физика Земли. М.: Недра, 1965. 379 с.
  8. Cathles L.M. The viscosity of the Earth’s mantle. Princeton Univ. Press, 1975. 386 p.
  9. Ryzhak E.I., Sinyukhina S.V. On stability and instability of stratified elastic solids in a gravity field // International Journal of Non-Linear Mechanics. 2022. V. 142, 103990. https://doi.org/10.1016/j.ijnonlinmec.2022.103990
  10. Синюхина С.В. О влиянии сдвиговой жесткости и сжимаемости на устойчивость тяжелых стратифицированных геомассивов // Физика Земли. 2022. № 2. С. 155–160, https://doi.org/10.31857/S0002333722020119
  11. Рыжак Е.И., Синюхина С.В. О неустойчивых изостатических стратификациях тяжелых геомассивов // Доклады РАН. Науки о Земле, 2021. Т. 500. № 1. С. 53–57. https://doi.org/10.31857/S2686739721090164
  12. Рыжак Е.И., Синюхина С.В. Об устойчивости стратифицированных упругих геосистем в поле силы тяжести // ДАН (Геофизика). 2019. Т. 489. № 3. С. 298–302. https://doi.org/10.31857/S0869-56524893298-302

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (36KB)
3.

Download (21KB)
4.

Download (21KB)
5.

Download (47KB)

Copyright (c) 2023 Е.И. Рыжак, С.В. Синюхина

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».