Ребецкий Юрий Леонидович

Руководитель лаборатории

Образование

В 1975 году закончил Московский Инженерно-Строительный Институт им. В.В.Куйбышева (МИСИ), факультет Промышленное и Гражданское Строительство, группа "Теория сооружений" (преподаватели: д.техн.н.А.С.Григорьев, д.техн.н. Б.Г.Коренев, д.техн.н. А.Р.Ржаницын, д.техн.н. А.В.Лужин).

С 1978 по 1981 гг обучался в аспирантуре МИСИ им. В.В.Куйбышева на кафедре "Теории упругости" под руководством д.техн.н., проф. А.С.Григорьева.

Защита диссертаций

В 1982 году на докторском совете МИСИ им. В.В.Куйбышева защитил кандидатскую диссертацию с присвоением степени к.техн.н.

В 2003 году на докторском совете ИФЗ РАН им. О.Ю.Шмидта защитил докторскую диссертацию с присвоением степени д.физ.-мат.н. на тему «Напряженно-деформированное состояние и механические свойства природных массивов по данным о механизмах очагов землетрясений и структурно-кинематическим характеристикам трещин»

Профессиональный рост

С 1975 по 1978 гг по распределению после окончания МИСИ работал мастером, прорабом и нач. участка трест "Строитель" ГлавМосСтроя СССР.

В 1978 г. поступил в аспирантуру МИСИ им. В.В.Куйбышева на кафедру "Теории упругости".

В 1981 году после окончания аспирантуры был принят в ИФЗ РАН им. О.Ю.Шмидта в лабораторию "Тектонофизики" на должность младшего научного сотрудника.

В 1989 году назначен зав. лаб. "Тектонофизики".

С 1996 по 2001 гг руководил Вычислительным Центром ИФЗ РАН.

С 1994 по 2001 год по поручению директора ИФЗ РАН акад. В.Н.Страхова руководил созданием объединенной компьютерной сети (КС) института. Если в начале 90-х годов в лабораториях были отдельные компьютеры под управлением ОС DOS, то в процессе создания КС произошел переход более 200 компьютеров ИФЗ РАН на ОС WINDOWS. Подобный переход требовал переобучения пользователей, что выполнялось сотрудниками лаборатории Тектонофизики.

В 2008 году организовал проведение регулярных (раз в четыре года) всероссийских тектонофизических конференций в ИФЗ РАН - "Тектонофизика и актуальные вопросы наук о Земле".

Председатель молодежной тектонофизической конференции, проводящейся с 2009 года в ИФЗ РАН раз в два года.

В 2013 году организовал проведение ежемесячного общемосковского тектонофизического семинара в ИФЗ РАН.

С 2011 года председатель тектонофизической секции "Совета по Проблемам Геотектоники и Геодинамики" при ОНЗ РАН.

 

Главные направления научной деятельности

1) Развитие теоретических основ тектонофизики.

А. Исследование эволюции напряженного состояния в областях складкообразования (Физика Земли, 1995; Сб. Тектонофизика сегодня, 2002). С этой целью было построено решение задачи для слоистого вязкого массива, сминаемого в шевронные складки под воздействием внешних сил (складки продольного сжатия). На контакте слоев имело место сухое трение, а слои представляли собой переслоение компетентных и некомпетентных пород. Результатом решения являлись уравнения состояния, связывающие тензор напряжений и тензор скоростей деформаций для масштабов: а) пачки прослоев с одними свойствами в крыльях складки; б) крылья складки в целом, содержащие компетентную и некомпетентную пачку прослоев; в) складку в целом, включающую крылья антиклинали и синклинали. Также было получено эволюционное уравнение, определяющее скорость изменения угла наклона крыльев складки как функцию физических (вязкость, коэффициент трения) и геометрических (мощности слоев) параметров складки. Показано, что при моделировании среды на низшем масштабном уровне прослои могут рассматриваться как линейно-вязкое тело прослои могут рассматриваться как линейно-вязкое тело ьютона при этом на уровне всей складки уравнения состояния будут отвечать нелинейно вязкому телу, параметры которого определяются тензором вязкости и зависят от стадии деформирования (деформационно анизотропное вязкое тело).

Б. Развиваются представления о влиянии остаточных напряжений гравитационного напряженного состояния (ГНС) на повышенный уровень напряжений горизонтального сжатия, проявляющихся в областях поднятий (Сб. Проблемы тектонофизики, 2008; Физическая мезомеханика, 2008; Доклады РАН, 2008). Показано, что влияние сферичности земли (см. работу Turcotte D.L., Oxburgh E.R., Nature, 1973) не следует рассматривать в качестве фактора, исключающего влияние остаточных напряжений ГНС, т.к. в непосредственной близости (правило Карпинского) от поднятий, являющихся зонами денудации, существуют и развиваются области прогибов, в которых происходит аккумуляция осадков (Геотектоника, в печати).

В. Предложено при решении задач о течении мантии учитывать влияние на напряженное состояние упругой сжимаемости (Геофизический журнал, 2010; Доклады РАН, 2011). Показано, что учет влияния упругого сжатия от массовых сил на конвективные течения в мантии приводит к разрешающей системе уравнений, отвечающей задаче на собственные значения. Определяющий параметр этой задачи определяется упругой сжимаемостью среды на подошве области, в которой происходит течение. Учет упругой сжимаемости, вызываемой ГНС, приводит к появлению дополнительных напряжений горизонтального сжатия в зоне восходящей ветви конвекции.

Г. Разрабатываются взгляды на выявление источников энергии тектонических процессов, обусловленных внутренними факторами. В рамках этих подходов обращено внимание на то, что из геофизических данных о строении литосферы стандартной является модель среды с увеличивающейся с глубиной упругой жесткостью слоев. В областях литосферы, где наблюдается инверсия с глубиной упругой жесткости (более жесткий слой подстилается менее жестким), наблюдается повышенная сейсмическая и тектоническая активность. Примером подобных областей являются волноводы земной коры, а также осадочные бассейны. Показано, что инверсия упругой жесткости вызывает несоблюдение принципа Лагранжа минимума потенциальной энергии (в данном случае речь идет об упругой энергии объемного сжатия ГНС), т.е. изменение глубинного порядка слоев (повышение упругой жесткости с глубиной) приводит к уменьшению упругой энергии ГНС (Вестник КРАУНЦ, 2013; Доклады РАН, 2014; Геология и Геофизика, 2014).

Д. Развитие тектонофизических основ методологии изучения очага землетрясений (Геология и геофизика, 2006; Геофизический журнал, 2007; Bull. Soc. Geol. Fr., 2013). На примерах анализа напряженного состояния в областях сильнейших землетрясений показано, что область подготовки землетрясений представляет собой зону пониженного уровня всестороннего давления. Начало вспарывания разрывов при землетрясениях происходит в зонах высокого уровня градиента напряжений.

2) Развитие тектонофизических методов изучения природных напряжений.

А. Предложено для оценки величин тектонических напряжений в сейсмически активных областях использовать данные об ориентации главных напряжений и о значениях коэффициента Лоде-Надаи, получаемые тектонофизическими методами. Для нахождения оставшихся неизвестными величин давления и максимальных касательных напряжений предлагается использовать три уравнения равновесия. Вэтом случае решаемая задача является некорректной - требуется нахождение оптимального решения при переизбытке уравнений (Физика Земли, 1991).

Б. Разработан метод катакластического анализа разрывных смещений МКА, позволяющий создать алгоритм реконструкции ориентации главных осей и типа эллипсоида напряжений на основе энергетических положений механики пластических сред (J.Eearthquake Pred. Res., 1996; Доклады РАН, 1997, 1999; БМОИП, 2001). МКА следует рассматривать как развитие кинематического метода О.И. Гущенко и метода инверсии сколов Ж. Анжелье, без сотрудничества с которыми данный метод не был бы создан.

В. Предложен алгоритм определения величин напряжений на основе использования результатов экспериментов по разрушению горных пород, а также сейсмологических данных о величинах сброшенных напряжений в очагах сильных землетрясений (Доклады РАН, 2003, 2009; Геофизический журнал, 2005, 2009).

3) Выполнена реконструкция природных напряжений в сейсмоактивных областях границ литосферных плит и для внутриконтинентальных областей: Высокая Азия и Океания (J.Eearthquake Pred. Res., 1997; Геодинамика и тектонофизика, 2014); Западный фланг Зондской дуги (Доклады РАН, 2006; Геология и геофизика, 2006); Ю.Америка, Плита Наска (Физика Земли, 2001); Курилы и Камчатка (Тихоокеанская Геология, 2009); Сирия (Вестник КРАУНЦ, 2012); Алтай и Саяны (Сб. Проблемы тектонофизики, 2008; Геология и геофизика, 2012; Tectonophysics, 2012); Северный Тянь-Шань (Tectonophysics, 2012); Восточное Средиземноморье (Геодинамика и тектонофизика, 2014); Афтершоковая область Алтайского землетрясения (Геофизические исследования, 2012); Афтершоковая область Спитакского землетрясения 1988 г (Доклады РАН, 2000); Область подготовки Нордриджского землетрясения (Тектонические напряжения и ..., 2007); Область подготовки Венчуаньского землетрясения 2008 г (Dizhen Dizhi, 2012); Область подготовки землетрясения Тохоку 2011 (Геодинамика и тектонофизика, 2014). Исследования выполнялись совместно с С.С. Арефьевым, О.А. Кучай, Н.А. Сычевой, А.В. Марининым, А.Ю. Полец, Р.С. Алексеевым, Х. Омар, К. Ванг, Р.Э. Татевосяном, О.О. Овчаренко, П.А. Савичевым.

4) Разработка математических методов тектонофизического изучения напряжений и деформаций.

А. В рамках этого направления получено аналитическое решение задачи механики для вязкого слоя (осадочный чехол) в зоне горизонтального сдвигания жестких блоков фундамента (Поля напряжений и деформаций в литосфере, 1987; Физика Земли, 1988). На основе этого решения, совместно с А.С.Григорьевым и И.М. Волович, было построено полуаналитическое решение задачи о напряжениях и деформациях, формирующихся в осадочном чехле над разломом кристаллического фундамента для широкого класса его кинематики: взброс - сдвиг - сброс (J. Geodynamics, 1988; Физика Земли, 1989). Показано, что напряженное состояния в зоне горизонтального сдвигания изменяется с глубиной. При этом такое изменение связано не только с самим сдвигом блоков фундамента, но и с влиянием гравитационного напряженного состояния вызываемого массовыми силами. Установлено (совместно с А.В.Михайловой), что в глубине зоны горизонтального сдвигания меняется кинематический тип хрупких разрывов (Сб. Проблемы тектонофизики, 2008; Геодинамика и тектонофизика, 2011; Физика Земли, 2014).

Б. Разрабатывается подход (совместно с А.С.Лермонтовой) по приближенному аналитическому решению задачи теории упругости для множества трещин сдвига с трением по их берегам (Тектонофизика сегодня, 2002; Доклады РАН, 2010; Геодинамика и тектонофизика, 2012). Этот подход позволяет вместо системы интегральных уравнений относительно неизвестного скачка смещений на трещине свести решение к системе линейных алгебраических уравнений относительно неизвестной величины среднего сброшенного напряжения.

В. С использованием численных методов совместно с В.В. Погореловым исследованы закономерности распределения напряжений в глубине зон субдукции (Вестник КРАУНЦ, 2010) и для внутриплитных областей источников сильных землетрясений (J.Earth Sys.Sc. 2008).

Международное сотрудничество и работы за рубежом

Совместное руководство с Жаком Анжелье (профессор Парижского Университета им. Пьера и Марии Кюри) аспиранткой Е.С.Никитиной. Защита диссертации прошла в Парижском Университете в 1997 году.

Проведение совместных исследований с Ж.Анжелье современных и палео напряжений в коре Северо-Западного Кавказа и Крыма (C.R. Acad. Sci.Paris, 1994, Geoscince, 2011). Участие в 1998-2000 гг в работе сейсмологической партии ИФЗ РАН (рук. С.С.Арефьев) в Иране при обследовании района строительства атомной станции "Бушер".

В 2001 и 2002 гг работал приглашенным исследователем лаборатории сейсмического риска Северной Калифорнии (рук. проф. У.Муни).

В 2004 г работал в Оклахомском Университете (США) по приглашению проф. Е.М.Чеснокова по теме: Изучение напряженного состояния нефтегазоносных пластов в зоне гидроразрыва.