Ключевое различие между пластичной и хрупкой деформацией заключается в том, что пластичная деформация возникает при низких скоростях деформации, тогда как хрупкая деформация возникает при высоких скоростях деформации.
При увеличении напряжения, приложенного к той или иной породе, порода проходит через три типа последовательных стадий деформации. Это упругая деформация, пластическая деформация и хрупкая деформация. Упругая деформация является обратимой деформацией, пластическая деформация необратима, когда хрупкая деформация вызывает разрушение породы.
Что такое пластическая деформация?
Пластичная деформация в науках о Земле – это образование больших открытых складок в отложениях или горных породах перед наступающим ледником, которые могут перерасти в избыточные складки. Это может привести к тому, что отложения или горные породы начнут подвергаться внутреннему сдвигу из-за продолжающегося продвижения льда. Этот тип деформации породы сильно зависит от типа породы. Это связано с тем, что даже очень небольшие изменения минерального состава в породе могут привести к совершенно различным свойствам пластичности. Кроме того, механизм пластической деформации весьма универсален.
Кроме того, пластическая деформация указывает на изменение формы материала в результате изгиба или течения, во время которого химические связи могут разорваться, но впоследствии преобразоваться в новые связи. Для этого требуется напряжение, превышающее порог упругости, и скорость деформации, достаточно низкая, чтобы выдерживать большее напряжение без разрушения материала. Горная порода, подвергшаяся пластической деформации, обычно имеет такие свойства, как складки, слоистость и линейность. Однако слоистость и линейность можно наблюдать и после хрупкой деформации.
За пластическую деформацию ответственны несколько механизмов, включая диффузионную ползучесть, дислокационную ползучесть, механическое двойникование/изгиб, скольжение по границам зерен и вращение твердого тела. Диффузионная ползучесть возникает, когда деформация твердых кристаллов происходит за счет миграции атомов и вакансий по всей кристаллической решетке. Этот процесс управляется градиентом химического потенциала, создаваемым внешними напряжениями.
Диффузионная ползучесть является наиболее распространенным механизмом диффузионной ползучести; существует три подкатегории диффузионной ползучести: ползучести Набарро-Херринга, ползучести Кобла и ползучести растворения-осаждения. Среди этих трех первые две формы указывают на консервативную диффузию атомов и вакансий в кристаллическом твердом теле. Третий метод также известен как ползучесть раствора под давлением или мокрая диффузионная ползучесть, и для него требуется пленка жидкости, которая действует как носитель кристаллического материала. Здесь растворенное вещество неконсервативно диффундирует через жидкость от мест растворения к осаждению вдоль границ зерен.
Что такое хрупкая деформация?
Хрупкая деформация – это вид деформации, возникающий в результате образования трещин и разломов. Этот термин относится к разрыву химических связей, которые впоследствии не подвергаются никакому реформированию. Следовательно, результат хрупкой деформации аналогичен наблюдаемым в сломанных пластинах, таких как трещины. Хрупкая деформация конкретной породы зависит от реологии породы. Хрупкая деформация породы происходит при высокой скорости деформации.
При хрупкой деформации горные породы перед разрушением обычно проявляют псевдовязкостный эффект, что выражается в увеличении прочности наряду с увеличением скорости деформации. Мы можем легко найти этот эффект в горнодобывающей промышленности. Мы называем это статической усталостью; столб или другая несущая конструкция выходит из строя через некоторое время под постоянной нагрузкой.
В чем разница между вязкой и хрупкой деформацией?
В горных породах могут возникать три типа деформации: упругая деформация, пластическая деформация и хрупкая деформация. Ключевое различие между пластичной и хрупкой деформацией заключается в том, что пластичная деформация происходит при низких скоростях деформации, тогда как хрупкая деформация происходит при высоких скоростях деформации. Кроме того, пластическая деформация необратима, но не разрушает породу, в то время как хрупкая деформация необратима и также вызывает разрушение породы. Следовательно, это еще одно существенное различие между вязкой и хрупкой деформацией.
Ниже представлена сводка различий между пластичной и хрупкой деформацией в табличной форме.
Резюме – Пластичная и хрупкая деформация
Три типа деформации, которые могут возникать в горных породах: упругая деформация, пластическая деформация и хрупкая деформация. Ключевое различие между пластичной и хрупкой деформацией заключается в том, что пластичная деформация происходит при низких скоростях деформации, тогда как хрупкая деформация происходит при высоких скоростях деформации.
