Структурная геология - Ажгирей Г.Д.
Скачать (прямая ссылка):
Вязкость кинематическая есть абсолютная вязкость, отнесенная к удельному весу-жидкости. При 20°,2Ц абсолютная вязкость воды равна почти точно 0,01 —эта единица называется пуазом. Чтобы удельную вязкость, выраженную в пуазах, перечислить на абсолютную, нужно значение первой умножить на 0,01.
Наблюдается стремление многих исследователей пользоваться коэффициентом вязкости для характеристики пластических свойств материалов при моделировании тектонических деформаций. Однако другие исследователи считают, что вышеприведенные представления о вязкости применимы только к газам и жидкостям, но неприменимы к твердым телам, потому что в последних сопротивление сдвигу не пропорционально градиенту скорости. Эти исследователи для твердых материалов под вязкостью понимают способность материала поглощать механическую энергию (работу) при пластическом деформировании (до разрушения) на единицу объема (кгм/см3).
Вязкость в последнем понимании определяется как площадь (интеграл), ограниченная на диаграмме деформации кривой, осью абсцисс и перпендикуляром, опущенным на ось абсцисс из точки, соответствующей окончательному разрушению материала. Вязкость в этом понимании зависит не только от пластичности, но и от прочности материала; поэтому, например, вязкость легированной стали из-за большей ее прочности выше вязкости алюминия, хотя по пластичности алюминий превосходит сталь.
Отсюда приходится делать вывод, что понятие о вязкости во втором значении не годится в качестве характеристики пластических свойств горных пород.
З». Б. Л. Шнеерсон (1947) рассмотрел применимость критерия подобия Рей-нольдса при геологическом моделировании. Он приходит к выводу, что продолжительность деформации при постоянной величине приложенной извне силы должна быть невелика, что якобы доказывается экспериментально и соответствует природным условиям (стр. 105). На основании этого Б. Л. Шнеерсон вводит еще одно условие, соблюдение которого необходимо при изучении деформации опытным путем — для опытов должен выбираться материал, у которого время продолжительности деформации относительно невелико и вскоре при постоянной величине приложенной силы дефор-
мация прекращается. К сожалению, этот вывод Б. Л. Шнеерсона получен на моделях, в которых процесс деформации, видимо, совсем не соответствует природным процессам, так как деформация при экспериментах получалась путем применения постоянной нагрузки, что почти никогда не имеет места в действительности. Об этом смотри раздел, посвященный генезису куполов. В связи с изложенным условие, вводимое Б. Л. Шнеерсоном, вряд ли актуально в его понимании.
4. По представлениям некоторых исследователей (Ферберн 1949, стр. 167), в случаях объемного напряженного состояния вместо плоскостей максимальных скалывающих напряжений существуют конусообразные поверхности максимальных скалывающих напряжений, причем осью конусов, проходящей через их вершины, является ось главного напряжения С.
5. Полного соответствия между теорией и экспериментом нет. Опытным путем были достигнуты внутренние давления в толстостенных стеклянных капиллярах, в шесть раз превышающие предел прочности на растяжение. Это показывает, как в некоторых случаях далеки от истины критерии разрыва, основывающиеся на максимальном сопротивлении на отрыв при удлинении (Бриджмен, 1935, стр. 88).
6. Анализ условий образования трещин отрыва и скалывания. Круговые диаграммы Мора, рассмотренные выше, могут быть также использованы как средство для анализа условий образования трещин отрыва и скалывания в горных породах, которые, как известно, обладают резко различной величиной предела прочности при растяжении (отрыве) и сжатии (скалывании). Приблизительно разрушение материала зависит лишь от наибольшего и наименьшего главных напряжений ('сч и аз).
Ha рис. 13 у А. В. Пэка (1939) изображены предельные круги для породы, обладающей разной величиной предела прочности. Здесь OA — предел прочности при растяжении и OB — предел прочности при сжатии. Промежуточные предельные напряжения определяются непрерывным рядом предельных кругов Мора, вписанных между касательными к крайним кругам
7. Одной из причин экзогенно-неоднородной деформации, возможно, является волновая природа распространения тектонических сил и возникающих в связи с ними внутренних напряжений. Волновое распределение напряжений надо представлять себе и во времени и в пространстве.
Перед учением о деформации стоит задача изучения распространения упруго-пластических волн в твердых телах. Механические возмущения (действия сил) в твердых телах передаются не мгновенно, а с конечной скоростью. Так, в стальноіМ стержне продольное усилие передается со скоростью около 5 км в секунду. Вспомним, что звук распространяется в воздухе со скоростью 336 м в секунду.
Существуют, однако, мнения, отрицающие значение волнового распространения напряжений при образовании ритмически неоднородных деформаций. П. Н. Кропоткин и Е. Н. Люстих считают, что механизм распространения упругих колебаний не имеет прямого отношения к остаточным деформациям. Представления о волновом характере ламинарного течения, высказанные С. В. Тромпом (1939), основывавшимся на уравнениях Гельмгольца (волны, образующиеся при совместном течении нескольких слоев жидкостей разной вязкости), были опровергнуты Юнгом, который подсчитал, что в условиях течения горных пород в твердом состоянии размеры волн должны быть меньше размеров атомов.
