Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Деформации горных пород
Содержание
- 1. Деформации горных пород
- 2. Деформации и напряженияДеформацией называется изменение формы и
- 3. НапряжениеДеформация представляет собой результат изменения межатомных расстояний
- 4. Простейшими разновидностями нагрузок являются нагрузки сжимающие, растягивающие,
- 5. Простые виды нагрузок и деформацийа — растяжение;
- 6. Любую сложную комбинацию деформирующих сил, приложенных к
- 7. Деформации разделяются на: упругие, пластические и разрывные (разрушения)
- 8. Упругими деформациями называются такие изменения формы и
- 9. Если после удаления внешних сил форма и
- 10. Простейший способ пластической деформации в кристаллическом веществе
- 11. Частный случай трансляции — образование в кристаллических
- 12. Межзеренная пластическая деформация осуществляется путем перемещения (вращения) зерен или кристаллов, составляющих тело. Межзеренная пластическая деформация
- 13. Другой путь пластической деформации — массовое новообразование
- 14. Ламинарное скольжение — явление, близкое к трансляции,
- 15. Грануляция — распадение крупных кристаллов (например кварца)
- 16. Если остаточные деформации сопровождаются разрушением тела (возникновение трещин, раздробление на части), имеет место разрывная деформация.Разрывная деформация
- 17. В деформируемых телах под действием внешних сил
- 18. Чтобы численно охарактеризовать степень воздействия внешних сил
- 19. Для этого пользуются так называемым методом сечений.Метод
- 20. Нельзя говорить о напряжении, не указывая сечения,
- 21. Стрелками показано направление деформирующих сил Нормальное и
- 22. Размерность напряженияНапряжение представляет собой силу, приходящуюся на
- 23. Напряженное состояние деформируемых телКогда тело находится под
- 24. Линейное напряженное состояниеВ стержне, к концам которого
- 25. Плоское напряженное состояниеПри действии на тело сил,
- 26. Напряженное состояние:а – линейное (одноосное);б – плоскостное (двухосное)
- 27. Пространственное напряженное состояниеПри действии на тело произвольно
- 28. Главные напряженияЧерез любую точку тела можно провести
- 29. Главные напряженияЭти площадки называются главными, а действующие
- 30. Главные оси деформацииНормали к главным площадкам называются
- 31. Эллипсоид деформацииПредставлениe об эллипсоиде деформаций введено Г.
- 32. Эллипсоид деформацииВ направлении максимального сжатия расположится наименьшая
- 33. Эллипсоид деформацииСхема напряжений в изгибаемом слое, представленная
- 34. Неоднородные деформацииВо всех рассмотренных случаях предполагалось, что
- 35. Неоднородные деформацииВ геологической обстановке мы встречаемся всегда
- 36. Неоднородные деформацииС течением времени расположение напряжений также меняется, меняются и механические свойства пород, испытывающих значительные деформации.
- 37. Неоднородные деформацииПриведенные выше рассуждения становятся справедливыми только
- 38. Общий процесс деформации и ее формы.При возрастании
- 39. Критические состояния веществаСостояния вещества тел при переходах
- 40. Зависимость между напряжениями и деформациями при растяжении
- 41. На участке от О до А действует
- 42. Закон Гука справедлив до некоторого напряжения σпц,
- 43. При дальнейшем возрастании нагрузки деформации становятся упруго-пластическими,
- 44. По достижении напряжениями величины σтк, называемой пределом
- 45. За пределом текучести растет сопротивление деформированию; максимум
- 46. При дальнейшем растяжении на стержне обычно появляется
- 47. Пластичные и хрупкие материалыОдни материалы дают при
- 48. Релаксация и ползучестьМеханизм пластической деформации состоит в
- 49. Релаксация и ползучестьЭто «рассасывание» напряжений называется релаксацией.
- 50. Релаксация и ползучесть С релаксацией связано явление,
- 51. Релаксация и ползучесть Ползучесть представляет собой пластическую
- 52. Кривая ползучести Зависимость между нарастающей пластической деформацией и временем характеризуется «первичной кривой ползучести».
- 53. Кривая делится на три участка: аб —
- 54. Участок Оа представляет деформацию (в основном упругую) в момент нагружения.
- 55. Участки аб, бв и вг, соответствующие пластической
- 56. На первом этапе упрочнение преобладает над разупрочнением.
- 57. На втором этапе скорости упрочнения и разупрочнения
- 58. На третьем этапе напряжение в соответственных местах
- 59. Релаксация и ползучесть играют в геологической обстановке
- 60. Повышение температуры ведет к увеличению пластичности твердых
- 61. Формы разрывных деформаций. Всякая деформация, если напряжения
- 62. Формы разрывных деформаций. Выделяются два основных типа разрушения: отрыв и скалывание (срез).
- 63. Формы разрывных деформаций. Отрыв вызывается нормальными растягивающими
- 64. Формы разрывных деформаций. Скалывание определяется касательными напряжениями.
- 65. Формы разрывных деформаций. Обычно угол между трещинами
- 66. Формы разрывных деформаций. Отрыв не связан непосредственно
- 67. Формы разрывных деформаций. Для пластичных материалов сопротивление
- 68. Формы разрывных деформаций. Для трещин отрыва характерны
- 69. Формы разрывных деформаций. Скалыванию почти всегда предшествует более или менее значительная пластическая деформация.
- 70. Формы разрывных деформаций. В противоположность отрыву при
- 71. Формы разрывных деформаций. Следует иметь в виду,
- 72. Формы разрывных деформаций. В плоскости действия наибольших
- 73. Формы разрывных деформаций. В одном и том
- 74. Скачать презентанцию
Деформации и напряженияДеформацией называется изменение формы и объема тела, возникшее в результате приложения к нему внешних воздействий (внешних сил, температуры и др.) и связанное с изменением относительного положения частиц тела вследствие
Слайды и текст этой презентации
Слайд 3Напряжение
Деформация представляет собой результат изменения межатомных расстояний и перегруппировки блоков
атомов и обычно сопровождается изменением величин межатомных сил, мерой которого
является упругое напряжение.
Слайд 4Простейшими разновидностями нагрузок являются нагрузки сжимающие, растягивающие, сдвигающие (срезывающие, скалывающие),
изгибающие и скручивающие, которые вызывают соответственно деформации: сжатия, растяжения, сдвига
(среза, скалывания), изгиба, крученияВиды деформаций
Слайд 5Простые виды нагрузок и деформаций
а — растяжение; б — сжатие;
в — сдвиг; г — изгиб; д — кручение.
Слайд 6Любую сложную комбинацию деформирующих сил, приложенных к телу в любых
направлениях, можно свести к действию только сжимающих или растягивающих сил
разной величины, ориентированных по трем взаимно перпендикулярным направлениям, именуемым главными осями напряжений
Слайд 8Упругими деформациями называются такие изменения формы и объема тела, которые
исчезают после удаления вызвавших их сил.
Эти деформации связаны лишь
с упругими искажениями решетки атомов и наблюдаются, пока величина внешних сил не превзошла известного предела.
Слайд 9Если после удаления внешних сил форма и объем тела не
восстанавливаются в первоначальном виде, то оставшиеся разности формы и объема
тела представляют собой остаточные деформации и деформация тогда называется пластической.
Слайд 10Простейший способ пластической деформации в кристаллическом веществе — трансляция —
скольжение одного слоя кристаллической решетки относительно другого.
Внутризеренная пластическая деформация
Слайд 11Частный случай трансляции — образование в кристаллических зернах двойников.
Внутризеренная
пластическая деформация
В этих случаях говорят о внутризеренной пластической деформации (межатомной
или межмолекулярной). 
Слайд 12Межзеренная пластическая деформация осуществляется путем перемещения (вращения) зерен или кристаллов,
составляющих тело.
Межзеренная пластическая деформация
Слайд 13Другой путь пластической деформации — массовое новообразование минералов в теле,
подвергающемся воздействию внешних сил.
Новообразование минералов
Разновидности новообразования минералов:
Слайд 14Ламинарное скольжение — явление, близкое к трансляции, но только много
более крупноразмерное. Вдоль плоскостей ламинарного скольжения развиваются новые минералы, часто
имеющие пластинчатую или таблитчатую форму.Новообразование минералов
Слайд 15Грануляция — распадение крупных кристаллов (например кварца) на агрегат более
мелких, часто приобретающих при этом закономерную ориентировку.
Новообразование минералов
Слайд 16Если остаточные деформации сопровождаются разрушением тела (возникновение трещин, раздробление на
части), имеет место разрывная деформация.
Разрывная деформация
Слайд 17В деформируемых телах под действием внешних сил возникают внутренние силы.
Напряжения
Внутренние
силы стремятся восстановить прежнюю форму и объем деформированного тела.
Мерой этих
сил является напряжение.
Слайд 18Чтобы численно охарактеризовать степень воздействия внешних сил на деформированное тело,
необходимо определить величину внутренних межатомных сил, возникших в результате деформации.
Метод сечений
Слайд 19Для этого пользуются так называемым методом сечений.
Метод сечений
Через одну и
ту же точку тела можно провести множество сечений.
Величина и
направление напряжений различны в зависимости от того, как проведено сечение.
Слайд 20Нельзя говорить о напряжении, не указывая сечения, через которое происходит
передача этого напряжения.
Внутренняя сила взаимодействия, приходящаяся на единицу площади,
выделенную у какой либо точки сечения mn, и является напряжением в этой точке по проведенному сечению.
Слайд 21Стрелками показано направление деформирующих сил
Нормальное и касательное напряжения
P –
полное напряжение
σ – нормальное напряжение
τ – касательное напряжение
ΔF – элементарная
площадка
Слайд 22Размерность напряжения
Напряжение представляет собой силу, приходящуюся на единицу площади.
Измеряется в
кг/см2 , кг/мм2, т/см2, т/м2 и т. д.
Слайд 23Напряженное состояние деформируемых тел
Когда тело находится под действием уравновешенных внешних
сил, при установившемся упругом равновесии всех его частиц, говорят о
напряженном состоянии тела.
Слайд 24Линейное напряженное состояние
В стержне, к концам которого приложены две противоположно
направленные вдоль оси силы, устанавливается напряженное состояние, называемое линейным или
одноосным.
Слайд 25Плоское напряженное состояние
При действии на тело сил, вызывающих растяжение (или
сжатие) в двух взаимно перпендикулярных направлениях, возникает плоское напряженное состояние.
Слайд 27Пространственное напряженное состояние
При действии на тело произвольно направленных сил возникает
трехосное, или пространственное напряженное состояние.
Однородное напряженное состояние
Если напряжения во всех
взаимно-параллельных площадках, проведенных через различные точки тела, одинаковы, то напряженное состояние называется однородным.
Слайд 28Главные напряжения
Через любую точку тела можно провести три взаимно перпендикулярные
площадки, в которых отсутствуют касательные напряжения.
Слайд 29Главные напряжения
Эти площадки называются главными, а действующие на них нормальные
напряжения — главными напряжениями: σ1 > σ2 > σ3.
Слайд 30Главные оси деформации
Нормали к главным площадкам называются главными осями напряженного
состояния.
Главную ось деформации, совпадающую с направлением минимального сжимающего или
максимального растягивающего напряжения, называют осью деформации А. Соответственно главную ось деформации, совпадающую с максимальным сжимающим напряжением, называют осью деформации С.
Ось деформации В занимает промежуточное положение.
Слайд 31Эллипсоид деформации
Представлениe об эллипсоиде деформаций введено Г. Беккером в 1893
г.
Представим себе шар, изображающий первичное, недеформированное состояние тела. Если к
шару будут приложены силы сжатия или растяжения разной величины по трем взаимно перпендикулярным направлениям, то шар превратится в трехосный эллипсоид. 
Слайд 32Эллипсоид деформации
В направлении максимального сжатия расположится наименьшая ось эллипсоида, а
в направлении максимального растяжения — наибольшая.
Слайд 33Эллипсоид деформации
Схема напряжений в изгибаемом слое, представленная с помощью эллипсоидов,
образовавшихся вследствие деформации шаров, вписанных в слой до изгиба. mn
— нейтральная поверхность.
Слайд 34Неоднородные деформации
Во всех рассмотренных случаях предполагалось, что мы имеем дело
с однородной деформацией в изотропном теле.
Слайд 35Неоднородные деформации
В геологической обстановке мы встречаемся всегда с анизотропными средами
и с неоднородной деформацией.
Главные напряжения здесь распределены сложно и
от места к месту меняются как по величине, так и по направлению. 
Слайд 36Неоднородные деформации
С течением времени расположение напряжений также меняется, меняются и
механические свойства пород, испытывающих значительные деформации.
Слайд 37Неоднородные деформации
Приведенные выше рассуждения становятся справедливыми только для отдельных малых
объемов породы, в пределах которых деформацию можно считать однородной.
Для
полного механического анализа необходимо было бы определить положение главных осей напряжения для каждого небольшого объема горной породы отдельно и учитывать изменение положения тех же осей во времени в процессе деформации.
Слайд 38Общий процесс деформации и ее формы.
При возрастании приложенных к телу
внешних сил (нагрузок) оно вначале реагирует на это упругой деформацией.
При дальнейшем повышении нагрузки упругая деформация переходит в пластическую, а последняя сменяется разрушением тела — разрывной деформацией.
Эти три вида деформации в природе обычно не встречаются самостоятельно.
Слайд 39Критические состояния вещества
Состояния вещества тел при переходах от одного вида
деформации к другому называют критическими или предельными.
Этим состояниям соответствуют перегибы
или характерные точки на диаграммах зависимости между напряжениями и деформациями. 
Слайд 41На участке от О до А действует упругая деформация, ее
величина выражается законом Гука: σ = εξ, где σ —
напряжение; ξ — деформация; ε — константа — постоянный для данного материала коэффициент пропорциональности — модуль упругости, или модуль Юнга.
Слайд 42Закон Гука справедлив до некоторого напряжения σпц, называемого пределом пропорциональности.
При увеличении напряжений до величины предела упругости σе (точка А’)
деформации еще остаются упругими, хотя для ряда материалов и не пропорциональными напряжениям.
Слайд 43При дальнейшем возрастании нагрузки деформации становятся упруго-пластическими, т. е. при
удалении внешних сил часть полученной под нагрузкой деформации оказывается остаточной.
Слайд 44По достижении напряжениями величины σтк, называемой пределом текучести (точка Б
на диаграмме), пластические деформации некоторых материалов начинают резко возрастать при
почти неизменной величине напряжений (так называемая площадка текучести).
Слайд 45За пределом текучести растет сопротивление деформированию; максимум сопротивления находится в
точке Г при напряжении σв, называемом пределом прочности (временным сопротивлением
разрыву).
Слайд 46При дальнейшем растяжении на стержне обычно появляется местное сужение в
форме шейки; здесь сосредотачивается дальнейшая деформация вплоть до разрыва (точка
Д).
Слайд 47Пластичные и хрупкие материалы
Одни материалы дают при растяжении образцов перед
разрушением значительные пластические деформации; такие материалы характеризуются как пластичные.
Другие материалы
почти не дают пластических деформаций в обычных условиях; они характеризуются как хрупкие. 
Слайд 48Релаксация и ползучесть
Механизм пластической деформации состоит в том, что упругая
деформация постепенно закрепляется путем перераспределения частиц в теле и принятия
ими нового равновесного расположения.При этом напряжения постепенно падают до величины, отвечающей пределу упругости.
Слайд 49Релаксация и ползучесть
Это «рассасывание» напряжений называется релаксацией.
Скорость релаксации зависит
от вязкости тела. При малой вязкости релаксация развивается быстрее, чем
при большой.
Слайд 50Релаксация и ползучесть
С релаксацией связано явление, называваемое ползучестью, которое
заключается в том, что тело получает способность деформироваться непрерывно (увеличивать
свою пластическую деформацию) после того как внешние силы превысили некоторый минимум и остались постоянными.
Слайд 51Релаксация и ползучесть
Ползучесть представляет собой пластическую деформацию при постоянном
напряжении при достаточно длительном времени и достаточно высокой температуре.
Слайд 52Кривая ползучести
Зависимость между нарастающей пластической деформацией и временем характеризуется
«первичной кривой ползучести».
Слайд 53Кривая делится на три участка: аб — затухающей скорости ползучести;
бв — установившейся (равномерной) скорости и вг — нарастающей скорости;
последний участок заканчивается разрушением материала в точке г.
Слайд 55Участки аб, бв и вг, соответствующие пластической деформации, носят название
первого, второго и третьего этапов ползучести.
Слайд 57На втором этапе скорости упрочнения и разупрочнения становятся равными, и
деформация протекает с приблизительно постоянной скоростью.
Слайд 58На третьем этапе напряжение в соответственных местах быстро увеличивается, что
приводит к ускорению деформации и разрушению.
Слайд 59Релаксация и ползучесть играют в геологической обстановке исключительно важную роль,
обеспечивая возможность медленного развития в течение миллионов лет крупных пластических
деформаций в земной коре под воздействием не слишком больших усилий.
Слайд 60Повышение температуры ведет к увеличению пластичности твердых тел.
С высокой
температурой связана ползучесть.
Действие растворов и водяных паров также повышает
пластичность горных пород. В присутствии жидкой или газово-жидкой фазы в деформируемых породах особенно энергично происходит перекристаллизация или растворение одних минералов и образование новых. Высокое гидростатическое давление также способствует ползучести.
Слайд 61Формы разрывных деформаций.
Всякая деформация, если напряжения достигли величины, отвечающей
пределу прочности данного тела, завершается разрушением тела, т. е. последним
этапом деформации — разрывной деформацией.
Слайд 62Формы разрывных деформаций.
Выделяются два основных типа разрушения: отрыв и
скалывание (срез).
Слайд 63Формы разрывных деформаций.
Отрыв вызывается нормальными растягивающими напряжениями, когда эти
напряжения достигли предела прочности. Он выражается в образовании трещины, перпендикулярной
к главной оси растяжения (рис. а).
Слайд 64Формы разрывных деформаций.
Скалывание определяется касательными напряжениями. Выражается в образовании
трещин, ориентированных в направлении максимальных касательных напряжений (под углом ~45°
к оси растяжения — сжатия).45°
Слайд 65Формы разрывных деформаций.
Обычно угол между трещинами скалывания и осью
главных сжимающих напряжений бывает меньше.
Это отклонение связано с различием
теоретически идеального состава и строения горных пород и их реального выражения. 
Слайд 66Формы разрывных деформаций.
Отрыв не связан непосредственно с пластической деформацией;
он часто происходит непосредственно вслед за упругой деформацией ниже предела
текучести, представляя в этом случае хрупкий отрыв.Большое значение для характера отрыва имеет фактор времени.
Слайд 67Формы разрывных деформаций.
Для пластичных материалов сопротивление отрыву оказывается выше
предела текучести.
Вязкий отрыв, сопровождаемый значительной остаточной деформацией, должен особенно
широкое распространение иметь в глубинных условиях земной коры. 
Слайд 68Формы разрывных деформаций.
Для трещин отрыва характерны неровные зазубренные стенки.
В момент образования они открыты (зияют), в это время по
ним не происходит перемещений. 
Слайд 69Формы разрывных деформаций.
Скалыванию почти всегда предшествует более или менее
значительная пластическая деформация.
Слайд 70Формы разрывных деформаций.
В противоположность отрыву при скалывании редко происходит
хрупкий разрыв; обычно имеет место вязкий разрыв, часто с образованием
шейки.Края трещин скалывания обычно ровные, притертые в результате некоторых перемещений вдоль трещин.
Слайд 71Формы разрывных деформаций.
Следует иметь в виду, что часто строгого
разграничения между явлениями отрыва и скалывания провести нельзя.
Слайд 72Формы разрывных деформаций.
В плоскости действия наибольших касательных напряжений перед
разрушением появляются трещины, направление которых указывает на участие в их
образовании нормальных напряжений.
Слайд 73Формы разрывных деформаций.
В одном и том же сечении часто
комбинируются участки отрыва и участки скалывания.
Это характерно для случаев
сложно-напряженного состояния. 
