Rugalmasság, plaszticitás és a viszkozitás szikla
A főbb jellemzői a deformáció a kőzetek két - visszafordíthatóságával és visszafordíthatatlan. Fontos különbséget tenni a rugalmas (reverzibilis), műanyag (irreverzibilis folytonossági hiány nélkül) és rideg (irreverzibilis szakadással) deformáció.
Szikla alatt ütőterhelésekkel deformálódnak, ami után a terhelés eltávolítását vagy teljesen eltűnnek, vagy maradnak. Az első esetben az úgynevezett rugalmas alakváltozás, a második esetben - műanyag. Megkülönböztetni rugalmas, műanyag, viszkózus deformáció és egyenletes kompressziót deformáció. Amikor hidrosztatikus kompressziós alatt izotrop nyomótest térfogat csökken, a sűrűség növekszik, de a forma változatlan marad. Ha kiveszi a hidrosztatikai nyomás nyomás rugalmas test visszatér eredeti állapotába.
Szerint a Hooke-törvény a relatív alakváltozás rugalmas test húzás és nyomás arányos e normál feszültség σ, és a relatív nyírási deformáció γ arányos a nyírófeszültség τ.
ahol E a rugalmassági modulus az anyag tömörítés; G rugalmassági modulusa az anyag nyírási.
Az érték a rugalmassági modulusa kőzetek függ ásványtani összetétele, szerkezete és rock textúra, típusát terhelés, páratartalom és más tényezők. Mutatók a rugalmas tulajdonságait kőzetek, így a megfelelő indexek az alkotó ásványok. Például, a kalcit ásványi rugalmassági modulusz kompressziós egyenlő 8,2 × 10 4 MPa és szikla izvestnyaka.- (1,3-3,5) x 10 4 MPa, márvány - (3,0-5,0) x 10 4 MPa.
Együtt húzási vagy nyomási törzsek kőzetek nyíró deformációt és egyenletes kompressziót. Az értékek az egyes modulokhoz határozzuk meg a következő kifejezések:
ahol η - Poisson tényező kapcsolatos deformációja egymásra merőleges irányban, okozta erő. A legtöbb kőzet η arány tartományban 0,20-0,35. Emerging nyomó deformációt keresztirányú nyújtás, így Poisson-tényezője ismerszik nyújtás jelenség, az összenyomható test. Az érték β inverz volumetrikus kompresszibilitási modulusa B, úgynevezett anyaga kompresszibilitási tényező: β = 1 / B
A fő deformációs tulajdonságait kőzetek - a rugalmasság és a plaszticitás. A legtöbb kőzetek, ha a rugalmassági határ nem pusztul, és kapcsolja be a képlékeny alakváltozás lépést. Destruction ilyen fajták előzi nagy képlékeny. Ennek mértéke alakíthatóság kőzetek felhasználásával aránya a teljes deformációs munka és megsemmisítése a minta alapján a matrica a rugalmas alakváltozás a minta.
Néhány kőzetek vannak kitéve csúszás, ami abban nyilvánul meg, a folyamatos növekedés a deformációk állandó terhelésnél. A sziklák, amelyek hatására a külső erők elpusztult anélkül, hogy észrevehető képlékeny, úgynevezett rideg sziklák.
A rugalmassági modulus a kőzetek, amelyek alatt a hidrosztatikus nyomás, jelentősen magasabb, mint meghatározva atmoszferikus nyomáson. Például, gránit modulusa 5 MPa hatékony stressz tartományok (0,7-2,5) x 10 4 MPa, és egy stressz 60 MPa - tartományban (0,3-1,0) x 10 5 MPa.
Az átlagos értéke közötti arány alakváltozási modulusa a szikla tömeg és fenntartja modulusa egyenlő 0,67 fajta. A rugalmassági modulus határozza míg kirakodás sorokban vagy mintázat szerint. modulus, épp ellenkezőleg - ha a terhelés. Az agyagpala modulus társított nyomószilárdságot alábbi összefüggést: E = 45,5 σszh MPa.
Egy értéke pórusvíznyomás egyenlő oldalirányú nyomás, deformáció és szilárdsági jellemzőkkel vált egyenértékű egyszerű, egytengelyű, tömörítés.
Hatása pórusvíznyomás p a deformációs jellemzőire mészkő
Az teljesítményének értékelése a gát és a szikla kell vizsgálni az időtényező. Rocks eltérnek a klasszikus elasztikus média, hogy reológiai tulajdonságai, azaz azt a képességet, hogy deformálódik idővel állandó terhelés alatt (kúszás) vagy csökkentse a feszültséget állandó alakváltozás (relaxáció). Továbbá, azok képesek csökkenteni az erőt tartós hatású terhelés (kúszószilárdságot).
kőzetek rugalmassági paraméterek E, η és a viszkozitás μ jelentősen különbözhet mélységének növelése egy réteg. A sorrendben a jellemző értékek ezen paraméterek lehetnek például megítélni a következő számokat:
- Kréta és jura betétek
E = 2,8 × 10 4 MPa; η = 0,30; μ = október 23 Pa;
E = 9 x 10 4 MPa; η = 0,25; μ = október 22 Pa · s;
- alsó alakíthatóság réteg
E = 4,5 × 10 4 MPa; η = 0,40; μ = október 21 Pas.
E rugalmassági és G. q viszkozitása és plaszticitás m- fő összetevő elemek Rheology valódi testek, beleértve a kőzetek. A reológiai modellje valódi testek állíthatók elő kombinálásával rugalmas, keménysége és képlékenysége elemek egymással párhuzamosan vagy sorosan. Amikor az elemek párhuzamosan vannak kapcsolva, a terhelés által érzékelt egyes elemek, vannak kialakítva, míg az arány a nyúlása egyes elemek azonos. Ha az elemek sorba vannak kapcsolva, a hajtogatott nyúlás sebessége mindkét elem, és mindegyik vetjük alá ugyanazt a terhelést.
A reológiai modellek komplex szervek
1 - Maxwell viszkoelasztikus folyadék; 2 - viszkoelasztikus szilárd Kelvin-Voigt; 3 - viszkoplasztikus Bingham folyadék
Az állandó kezdeti deformációja feszültség a viszkoelasztikus Maxwell test fokozatosan csökken az idő múlásával. Az az idő arány egyenlő a tpel = μ / G, az úgynevezett „relaxációs idő”. Ez határozza meg egy olyan időszakot magukat, amelynek során a kezdeti stressz az anyag faktorral csökken e (akár 37% a kezdeti érték). Pihenés hajlamosak szinte minden anyaghoz. Például a relaxációs idő a víz néhány ezredmásodperccel üveg - több száz évig, sziklák - több ezer, több millió év.
Kelvin-Voigt test úgy viselkedik, mint egy szilárd test, mivel ez a végső deformáció. A mennyiség tzap = μ / G egy holtidő. Nagyon hosszú ideig a késedelem torzítás hasonlít a lassú, ezért ezt a jelenséget nevezik az első szakaszban a kúszás.
A elmélet lineáris örökletes kúszás lehetővé teszi a használatát változó rugalmassági modulusz, nyírási modulus és a Poisson tényező. Például, egy időben változó rugalmassági modulus Et határozza meg kúszó funkciót φg, hogy az egyes anyagok kísérletei alapján.