no-img
سیستم همکاری در خرید و فروش فایل نگزاوار

****** تغییر شکل سنگ ها در زمین شناسی ***** فروشگاه فایل نگزاوار


سیستم همکاری در خرید و فروش فایل نگزاوار
آشنایی با سیستم خرید،فروش و بازاریابی نِگزاوار

پرداخت امنلینک فوریپشتیبانیضمانت
گزارش خرابی لینک
اطلاعات را وارد کنید .

ادامه مطلب

تغییر شکل سنگ ها در زمین شناسی
zip
مرداد ۲۷, ۱۳۹۵

تغییر شکل سنگ ها در زمین شناسی


تغییر شکل سنگ ها در زمین شناسی

[tabgroup][tab title=”قسمت هایی از متن فارسی (۱)”]

انجام آزمایش تغییر شکل در آزمایشگاه

ارزش مطالعات آزمایشگاهی و تغییر شکل سنگها

برای رسیدن به این هدف بایستی تنش های مختلفی را که یک لایه سنگی برای تغییر شکل در معرض آن قرار می گیرد را بررسی کنیم

عده ای اززمین شناسان ساختارچین اقدامی درآزمایشگاه شبیه سازی کرده اند آنها به این منظورنمونه هایی از سنگها را تحت بارگذاری معین در شرایط خاص قرار داده اند

رویه کلی این عمل آن است که آنها یک هسته کاملا استوانه ای شکل  از جنس آهک که انتهای اریک دارد در پوشش نازکی از مس قرا می دهند سپس آن را درون محفظه ای محکم از جنس مس قرار می دهند این پوشش مسی کمک می کند که نمونه  از مایع اشباع نشود  در مراحله ی بعد این استوانه سنگی را بوسیله بارگذاری هیدرولیکی تحت فشار قرار میدهند

سپس از انجام این فعل و انفعالات نمونه ای کد از دستگاه خارج می شود دقیقا ویژگی های تغییر شکل یک برون زد طبیعی را دار است این رویه ی تجربی ، نگاهی اجمالی دارد به پروسسه ی علت و معلول پویش شناسی ( دینامیک ) در حالی که  کمتر مدل  سازی عددی می توان با آن برابری کند

توضیح شکل  ۳-۵۰: تغییر شکل عملی استوانه های از سنگ را نشان می دهد

در این مدل سنگ درون پوشش نازکی از مس قرار می گیرد. از چپ به راست ۱-گسل یا شکافت درتخته سنگ  ۲ – گسل مزدوج در ماسه سنگ ۳ – جریان کشسانی در سنگ آهک آماده سازی نمونه  بوسلیه یک متری فشاری یا الماسی استوانه های کوچکی از تخته سنگ های مثل تخت سنگ آهک استخراج می کنیم .سروته این استوانه بر روی سطوح صاف و سطی  که بر یک چرخ سنگی سوار است قرار می گیرند  اما اگر سروته مسطح نباشند باعث تنش شدید می شوند  درست مثل خطی های  ، اسکیت   روی یخ می اندازد یا وقتی که سر یک به میخ درون چوب فرو می رود.  پس از آن استوانه ی سنگی آماده شد یک میکرومتر ( زیر سنج ) برای اندازه گیری طول و قطر نمونه استفاده می شود بعد از آن نمونه را درون پوشش نازکی از مس یا هر ماده ی مشابه قرار می دهند .این پوشش نازک از نمونه  در مقابل هر نوع مایعی کد درون مخزن فشار است محافظت می کند  ولی به هیچ عنوان به تقویت نمونه  سنگ کمک نمی کند  زیرا مقاومت کمی برخوردار است. در مرحله بعد یک سندان در انتهای آن و پیستون بالای در ابتدای آن قرار می گیرند  هر دو این لوازم از مواد ضد زنگ حلقه هایی o(او)مانند تشکیل شده اند که مانع ورود مایع به درون نمونه می شوند . سپس نمونه مخلفات  آن به یک مخزن فشارمتصل می شوند. مخزن فشار از موادی ساخته شده است که در فشار بالایی مخزن در مقابل شکستن مقاومت می کنند . در طول آزمایش مایع اطراف نمونه ی مخزن فشار برای ایجاد فشار محصور کننده تحت فشار قرار می گیرد  تا شرایط دفن در عمق را شبیه سازی کند کوره ی درون مخزن فشار هم می توان دمای هسته سنگ را تا سطح دلخواه بالا ببرد.علاوه بر آن می توان منافذ را هم افزایش داد  مخزن فشار به قدری دقیق طراحی شده است که می تواند در فشار دلخواه مایع را مستقیما به درون نمونه پمپاژ کند .

توضیح شکل ۳-۵۱:

طرز کار کرد عمل دستگاه تغییر شکل سنگ را نشان می دهد در سمت چپ اجزای داخلی مخزن فشار و ارتباط آن با سندان و پیستون را نشان داده است در سمت راست طراحی شماتیک مخزن فشار را نشان می دهد

۱ – مخزن فشار ۲ – پیستون بالایی  واشر آب بندی۳– نمونه ۴ – سندان ۵ – توده و واشر آب بندی پایینی

۶ – پیستون بالایی ۷ – سرپوش نگهدارنده ۸ – سلول بار۹ – پیستون همانند سازی ۱۰ – استوانه ای ( سیلندر )همانند سازی ۱۱ –کوبه ۱۲ پیستون کوبه ای ۱۳ – بست

انواع آزمایش های تغییر شکل

راههای بسیاری برای تحت فشار قرار دادن یک  نمونه ی سنگی وجود دارد در معمول ترین شیوه نمونه  تحت فشار محوری عمودی و موازی با طول هسته ای آن قرار می گیرد

و چون تنش محوری بزرگترین نوع تنش شعاعی و کوچکترین نوع تنش است طول نمونه ی  مورد نظر کوتاه خواهد شد  در شیوه ای نا متعارف تر نمونه  تحت کشش محوری قرار می گیرد و در این حالت چون تنش شعاعی  افقی از تنش شعاعی عمودی بزرگتر است

طول نمونه ی مورد نظر بزرگتر خواهد شد انقباض ها و انبساط های محوری که  این شیوه انجام می گیرند که به آزمایشهای ۳ گانه تغییر شکل معروف هستند هر چند نمی توان هر سه مورد را بطور مستقل و جدا از هم اندازه گرفت .

در برخی از آزمایشها نمونه ی سنگی تحت هیچ فشاری قرار نمی گیرد و به جای آن نمونه ی انسباط پیدا می کند یکی از معروفترین این آزمایشها  ،آزمایش تعیین نیروی کشسانی است که حداقل تنش مورد نیاز کشش یک نمونه را تعیین می کند در واقع نمونه ها نسبت به کشش حساستر هستند در نیتجه متخصصان مواد مهندسان و زمین شناسان ساختاری شدیدا علاقمند به این صنعت نمونه ها در کشش هستند و آزمایش های متنوعی را برای تعیین مقاومت کشسانی سنگها انجام می دهند

 

تشخیص دادن فشار تنش بار

در فرایند تغییر شکل تجربی برای ایجاد فشار محصور کننده فشارهای زمانی از طریق پمپاژ مایع به درون محفظه نمونه انجام می شوداما در طبیعت این فشار محصور کننده ترکیبی از اثروزن آب درون منافذ ستون پوشاننده ی سنگ و وزن خود ستون سنگی است

میزان ادامه مقدار فشار را می توان مستقیما از یک مقیاس مدون برداشت حتی افزایش ناچیز فشار محصور کننده می تواند منجر به کاهش حجم نمونه شوداما تنش هیدرو استاتیک حتی در حجم بالا هم نمی تواند موجب تغییر شکل نمونه شود ولی تنش فشاری همه جانبه بطور نامحسوسی حجم نمونه را کاهش می دهد وقتی که سطح خاصی از فشار محصور کننده بار محور عمودی اعمال شود حجم نمونه کاهشی می یابد این بار بوسیله ی پمپاژ دستی مایه  هیدورلیک جک به داخل محفظه ی فشار صورت میگیرد هنگامی فشار مایع هیدرولیک جک افزایش پیدا می کند و کوبه پیستون را وادار به بالا کشیدن می کند تا حدی که کنار سندان قرار می گیرد این مرحله آزمایش نقطه ای خاصی است

زیرا هنگامی که پیستون با سندان تماس پیدا می کند باری از طرف سندان به نمونه  وارد می شود همچنین این بار از نمونه  به پوشش فولادی محفظه فشار منتقل می شود پوشش فولادی مثل یک فنر قوی است که وقتی در معرض تنش قرار می گیرد بطور کشسان مانندی تغییر می کند

 

فصل ۱۲۶-۳

استحکام ، فشار ، نیرو

بدن های پلاستیکی تغییر شکل پیدا نمی کند تا فشار از آستانه بحران تجاوز کند هنگامی که ما  شروع به فشار دادن یک بلوک بتنی می کنیم هیچ اتفاقی نمی افتد تا برش از فشار در امتداد مرکز بلوک بیشتر از مقاومت آن باشد . در کف بستر صاف و براق در طی این نوع فعالیت ها  مقاومت تضعیف شده نسبتا پایین می آید اگر چه باقی مانده وجود دارد (باقی مانده آغشته به قیر در کف وجود دارد). مقاومت پرتاب شده نسبتا بالا است اما مقدار تنش بالا است و آماده است به ادامه دادن فشار حداقل تنش با فرض مقاومت اصطحکاک در امتداد کف تغییر نمی کند ما قادر خواهیم بود بلوک را نصف کنیم بدون ایستادن با حمل کننده

( شکل ۳-۴۵ را ببینیم ) اگر ما نگهداری کنیم از سطح تنش میزان حرکت بلوک یکسان نخواهد بود برای حرکت بطور خطی برای متصل شدن به بدنه پلاستیک اگر ما ضربه زدن را متوقف کنیم و استراحت کنیم ما زمین را گم نخواهیم کرد بلوک به جای اول (حالت اول) خود بر نمی گردد اگر سطح اولیه بوده حرکت بلوک برگشت پذیر نخواهد بود وقتی ما تصمیم می گیریم بلوک را برای با دوم حرکت دهیم ما نیاز خواهیم داشت باز گردیم و به وجود آوردن فشار سطح تشنی از دست رفته در حالت ایده ال بدن پلاستیکی تحت هیچ فشاری نیست ولی چرخه دوباره تکرار می شود و توسط منحنی تحت فشار عمودی خطی که باقیمانده است.

شکل (۳-۴۶) وقتیکه  سطح تنش بدست آمد .(خط افقی ) اندازه فشار تحت تنش را تا زمانی که تحت تنش است را نشان می دهد بدن سنگی کاملا پلاستیکی نیستند و بیشتر اوقات اولیه کشسان ( فنری ) با افزایش مدار فشار که نیاز به فشار مداوم و کمی بیشتر است با بالا بردن  یه کم فشار تنش مخفی این مورد را نشان می دهد و این شیب خط مقیاس مقدار سفت شدن بدون ماده جایگزین است این مقاومت اصطحکاک در طول حمل کننده کف به طور پیوسته از پشت به عقب هست شاید چون توده های کوچک خراشیده و افتاده در کف باشند انباشته شدن در امتداد لبه های بلوک موقعیت کم فشار نیاز به حفظ کردن قدرت جایگزین داخل سنگ است اصطحکاک مقاومت در امتداد کف حمل کننده بطور پیوسته کاهش می یابد و برای بیشتر و بیشتر لغزنده شدن از جلو و عقب مسیر  رفتار چسبناک.تفکر در باره جذب کننده تکان ها در زیر لایه کف مسیر حمل کننده مایعات چون چسبانک هستند و رفتار بدن چسبناک پاسخ فشار جذب  کننده تکان ها  را دارد . شکل ۳-۴۶ تصویر و تفسیر شکل ایده ال پلاستیک فشار (v )  بالا است اما هیچ فشاری افزوده نشده تا از آستانه بحران تجاوز بکند تحت شرایط ایده آل در آن نقطه تغییر شکل ادامه دارد تا زمانیکه سطح فشار ادامه دارد.

شکل ۳-۴۷

عمل تکان (شوک) مشابه تغییر شکل چسبناک حتی کوچکترین افزایش فشار جریان درست می کند تغییر شکل دائمی است غیر قابل بازگشت (کارمندی توسط D,A,Fische,r  )

تعیین نسبت میان فشار و قدرت

فشار مداوم محور نشان دهنده جذب تکان شوک دهنده توسط  جامد داخل بلوک های داخل کف تعمیر کننده های بلوک ها از جلو به عقب کف بار حمل کننده در حرکت است هدف قرار دادن برجستگی ها در راه است محموله توسط پیستون می توان حرکت کند زیرا بدون سیلندر لوله که پر از مایع هیدرولیک (وابسته به حرکت در آب )پیستون می توان حرکت کند و نفوذ کند چون باز است که اندازه حرکت مایع هیدرولیک داخل مکان ( شوک ) جذب کننده برای حرکت از یک طرف پیستون به دیگر است حتی کوچکترین فشار جایگزین پیستون نمی شود بدون تکان ( شوک ) هیچ نقشی برای غلبه کردن وجود نداردهیچ شکل فنری کشسانی وجود ندارد پیستون براحتی حرکت می کند با کوچکترین تحریکی اگر حرکت پیستون فوران تمه یابدمایع هیدرولیک فورا متوقف می شود تغییر مکان غیر قابل بازگشت است حتی بازگشت فنر کشی سانی هم وجود ندارد موقعیت حرکت پیستون بستگی به مقدار مقاومت فشار مایعات داردبرای مایعات نیوتن یک خط مستقیم نسبی میان اندازه فشار و موقعیت نیرو وجود دارد (۳-۴۸)

 

 

فشار دیفرانسیل=

چسبناک=

نرخ تنش=

شکل :۳-۴۸تصویر ایده ال رفتار چسبناک

فشار   (v ) در مقابل فشار نسبی  ( ع )

اندازه مقاومت چسبندگی جریان

( شکل ۳-۴۸ ) فقط مدل  مدل یانگ می توانند اندازه فرم کش سانی در نظر گرفته شود ( شکل۳-۴۲) با و بالا رفتن چسبانک مرتبط ، بزرگ و بزرگتر شده است اندازه چسبنگی اگر برش یک سانتی متر مربع  dynel مایع اعمال شود .فشار سنجی یک ثانیه مایه چسبناک به حالت توازن در می آید (  lpoisezhpasec   ) چسبندگی معمولی مایعات در جدول ۳-۳ سال های قبل یاد گرفتیم از جرمی یک از مکانیک ها در صحرا ، تویتا در تو سان آریزوتا ، که بین محفظه هیدرولیکی باز می شوند هنگامی که فشار روی پیستون بیشتر می شود تکان های جدید هوشمند باز می شوند فشار نرمام در نطرگرفته شده ، مهندسان خودرو پس از پیدا کردن راهی برای عوض کردناثر بخشی چسبندگی مایعات بدون تعویض مایعات هگنامی که حفره بسته می شود شاید افزایش چسبتگی برای فشار مایعات میان باز شونده ها[/tab][tab title=”قسمت هایی از متن فارسی”]۱۴۰فصل نیرو، استرس، و قدرت

شکل ۳٫۶۰ نمودار استرس/فشار برایسنگ آهک نقطه تاج تغییر شکل یافته درانواع فشار محدود.تست های انجام شدهدر دمای اتاق.قدرفشار محدود(بیان شده در( MPas  برای اجرا درکنار منحنی نشان داده شده است.هم قدرت و هم انعطاف با فشار محدود بیشتر افزایشمی یابد.]تجدید چاپبا اجازه از “برخی از اطلاعات خارج از فشارراک، ” اثراف. ای.دوناث، دانشمند آمریکایی، وی.۵۸، ص.۵۴-۷۲ b).1970 [(
شکل ۳٫۶۱ منحنی های استرس/ فشارگرفته شده ازآزمایشگاه که تاثیر فشار مایع منافذبر قدرت و انعطاف پذیریسنگ را نشان می دهد.همه آزمایشات در فشار محدود ۲۰۰ مگاپاسکال انجام شد .فشار مایع (PF) برای هر اجرا در کنار منحنی نشان داده شده است.بر اساس کار تجربی توسطهاندینو همکاران.(۱۹۶۳). {ازمارشاکو میترا،مواد و روش ها عمومی زمین شناسی ساختاری، کپی رایت©در سال ۱۹۸۸، ص.۲۰۱٫تجدید چاپ با اجازهاز پرنتیس هال، آپر سدل ریور، نیوجرسی}

 

 

۱۴۰ CHAPTER 3 FORCE, STRESS, AND STRENGTH

 

 

Figure 3.60 Stress/strain diagrams for Crown Point Limestone deformed at a variety of confining pressures. Tests conducted at room temperature. The magnitude of confining pressure (expressed in MPas) for each run is shown next to each curve. Both strength and plasticity increase with greater confining pressure. [Reprinted by permission, “Some Information SqueezedOut of Rock,’’ by F. A. Donath, AmericanScientist, v. 58, p. 54_72 (1970b).

Figure 3.61 Laboratory-derived stress/ strain curves showing the influence of pore fluid pressure on the strength and ductility of rocks. All tests were carried out at 200 MPa confining pressure. Fluid pressure (Pf) for each run is shown next to each curve.Based on experimental work by Handin et al. (1963), [From Marshak and Mitra, Basic Methods of Structural Geology, copyright ©۱۹۸۸, p. 201. Reprinted by permission of Prentice Hall;Upper Saddle River, New Jersey.
استرس محدود و استرس مایع استرس موثر است: استرس موثربرابر است با فشار محدود منهای فشار مایع.
اگر استرس موثر بالا باشد، سنگ مورد نظر نسبتا قوی و انعطاف پذیر خواهد بود.اگراسترس موثر کم باشد، سنگ قدرت و انعطاف پذیری کمترس نشانخواهد داد.سنگ رسوبی که عمیقادر خاک دفن شده با فشار سیال منفذی بالا خلاف قاعده به استرس پاسخ خواهد دادطوریکه گویی سنگ در محیط فشار محصور نسبتا تغییر شکل داده است.
نقش دما.
افزایش دمای یک سنگ به طور کلی باعث کاهش بازده قدرت،تا حد زیادی افزایش انعطاف پذیری ، و کاهش مقاومت نهایی می شود.برخی از سنگ ها بیشتر از دیگرانبه اثرات دما حساس هستند. نسبت به سنگ های رسوبی سنگ های آذرین کمترتحت تاثیر افزایش ناچیز درجه حرارت هستند(رامسی، ۱۹۷۶).آنها بیشتر در خانه در محیط های با درجهحرارت بالا می باشند.شکل ۳٫۶۲یک مثال از تاثیر عمیقی دما بر قدرت و انعطاف پذیری ارائه می دهد.

 

اگر به اندازه کافی گرم شود، سنگ ممکن است در یک مد پلاستیکی و یا چسبناک تغییر شکلدهد و در نتیجه تحت کشش های بسیار بزرگ دائمی بدون گسستگی و یا از دست دادن انسجام است.مواد چسبناک، به این دلیل، زمانی که در معرض هر استرس دیفرانسیل قرار می گیرد سیال می شود ، هیچمهم نیست چقدر ضعیف باشد.بر خلاف مواد کهاز لحاظ پلاستیکی تغییر شکل می دهند، مواد چسبناکواقعا دارای هیچ آستانه قدرت اساسی نیستند که در غیر این صورت بایدبر جریان واداره غلبه کند.دمای بالا تغییر شکل چسبناکرا بالا می برد و باعث می شود سنگ سیال شود.

 

خیلی به ندرت سنگ های پوسته فوقانی در مد چسبناک رفتار ایده آلی نشان می دهند.هر چند با تبدیل به مایعات چسبناک در شرایط درجه حرارت نسبتا بالا ،بیشتر سنگها تحت ضریب فشار نسبتا سریعظرفیت رفتار الاستیکی را حفظ می کنند.یکی از بهترین نمونه های ماده ای که دارای این دوظرفیت باشد که  پاسخگوی دو صورت الاستیک و چسبناکی باشدبتونه سیلی پاتی است (به عنوان مثال، بتونه سیلیکون)، که تحت شرایط استرس دیفرانسیل بسیار کوچک جریان می یابد.با این حال، اگربه سرعت در معرضاسترس نسبتا بالا قرار گیرد، به صورت الاستیک رفتار خواهد کردو حتی در اثراسترسمی شکند.

 

Confining pressure and fluid pressure is effective stress: effective stressequals confining pressure minus fluid pressure.

If effective stress is high, a given rock will be relatively strong and ductile; ifeffective stress is low, the rock will display less strength and ductility. A deeplyburied sedimentary rock with anomalously high pore fluid pressure will respondto stress as if the rock were deforming in a relatively low confining pressureenvironment.

 

 

Role of Temperature

An increase in the temperature of a rock generally depresses yield strength,enhances ductility greatly, and lowers ultimate strength. Some rocks are moresensitive to the effects of temperature than others. Igneous rocks are lessaffected by modest increases in temperature than sedimentary rocks (Ramsay,1967); they are more at home in high-temperature environments. Figure 3.62presents a typical example of the profound influence of temperature on strength and ductility.

 

If heated sufficiently, rocks may deform in a plastic or viscous fashion and thusundergo very large permanent strains without ever rupturing or losing cohesion.Viscous materials, in effect, flow when subjected to any differential stress, nomatter howweak. Unlike materials that deformplastically, truly viscous materialspossess no fundamental strength threshold that otherwise would have to beovercome to induce flow. Elevated temperatures promote viscous deformationand cause rocks to flow.

Very seldom do upper crustal rocks behave in ideally viscous fashion. Eventhough converted to viscous fluids by greatly elevated temperature conditions,most rocks retain the capacity of behaving elastically under relatively rapidstrain rates. One of the best examples of a material that possesses this dualcapacity of responding both elastically and viscously is Silly Putty (i.e., siliconeputty), which flows under conditions of very small differential stress. Yet, ifsubjected to rapidly applied, relatively high stresses, it will behave elastically and even break in tension.

 

نقش سرعت فشار
قدرت سنگ همانطور که در آزمایش تغییر شکل اندازه گیری شد تا حدی یک تابع از سرعت استکه در آناسترس اعمال می شود.یک سنگ تحت فشارمی توانددر سطوح نسبتا پایین استرس تغییر شکل پلاستیکی دهداگرسرعت بارگذاری آهسته باشد.هرد (۱۹۶۳)کمک کرد تا این اصل کمی از طریق آزمایش هایتغییر شکلبررسی کند که در آن شرایط در هر صورتیکسان بودبه جز سرعت تغییر شکل.
شکل ۳٫۶۲ نمودار استرس/ فشار برایبازالت تغییر شکل داده در فشار محدود ۵-kbarتحت شرایط گوناگون دما.{از Griggs، ترنر، و هرد، ۱۹۶۰،منتشر شده با مجوز جامعه زمین شناسیامریکا.}

شکل ۳٫۶۳ نمودار استرس/ فشار برای سنگ مرمر یولدر شرایط مختلف سرعتفشار تغییر شکل داد.
هرچه سرعتفشاربالاتر رود، سنگ قوی تر می شود.{پس ازهرد، سال ۱۹۶۳، شکل ۱۸، ص.۱۸۵، کپی رایت © در سال ۱۹۶۳ توسطدانشگاه شیکاگو.همهحقوق محفوظ است.}

Role of Strain Rate

Rock strength as measured in deformation experiments is partly a function of the rate at which the stress is applied. A rock can be forced to deform plastically at comparatively low levels of stress if the rate of loading is slow. Heard (1963)helped to verify this principle quantitatively through تغییرشکل experiments in which conditions were identical in every way except for the rate of deformation(Figure 3.63)

Figure 3.62 Stress/strain diagram for basalt deformed at 5-kbar confining pressure under a variety of temperature conditions. [From Griggs, Turner, and Heard, 1960, Published with permission of the Geological Society of America.]

Figure 3.63 Stress/strain diagram for Yule marble

deformed at different strain rate conditions. The

higher the strain rate, the stronger the rock. [After

Heard, 1963, Figure 18, p. 185, Copyright © ۱۹۶۳ by the University of Chicago. All rights reserved.]

در تست نفوذ سرعتفشار بر قدرت سنگ، ما می توانیم به مقایسهمقادیر استحکام بازده، استحکام نهایی و استحکام گسستگی به عنوان تابعی ازسرعت بارگذاری بپردازیم.اما فعالیت طبیعی اینبود که یک آزمایش فشار ثابتانجام شود،در حالی که میزان فشار ثابت می باشد.هنگامی که سرعتفشار نسبتا کم است،میزان استرس مورد نیاز برای تولید تغییر شکلپلاستیک و شکستگینهاییکوچکتر است از میزان آن در آزمایش با سرعتفشار بالاتر.
کاهش عمده در قدرت سنگ به عنوان تابعی از استرس طولانی پایدارخیلی تعجب آور نیست.می توان آن را به عنوان یک فرسودگیتصور کرد که با مرور زمان رخ داده است.فشارشکستگی در ورزشکاران نمونه ای از همینپدیده در انسان است.
مهندسین و زمین شناسان به دقت فشار وابسته به زمانتولید شدهتحت شرایط استرس دیفرانسیل کم مورد مطالعه قرار داده اند.نام ایننوع فشار “خزش” است.خزش فشار تولید شده در آزمایش های طولانی مدتزمان تحت استرس دیفرانسیل است که به خوبیدر زیر قدرت باعث گسستگیسنگ می شود.نتایج آزمایشات قطعه سازگارتولید کرد، مانند آنچه که در شکل ۳٫۶۴نشان داده شده است.به محض این که بار اعمال شود، سنگ یک تغییر شکلالاستیکرا تجربه می کند.این رخداد توسط سه نوع پاسخ مکانیکی متمایزهمراه است،به نام خزش اولیه، ثانویه، و عالی.

 

خزش اولیه یک تغییر شکل الاستیک با کمی تاخیر است که در آن کاهش کلی در مقدار فشار با زمانوجود دارد.به دنبال این رخداد خزش ثانویه ،حالت پایدارظاهرمی گردد، تغییر شکل پلاستیکی که در آن فشار و زمان بارگذاری بصورت خطی ارتباط دارند.در نهایت سنگ، تحت بار ثابت، به طور چشمگیری دچارفرسودگی می شودو میزان شتاب فشاررا نمایان میسازد.این امر منجر به شکستگی توسطگسستگی میشود.خزش ثالثتغییر شکل چسبناکرا تخمین می زند.
فشار الاستیک اولیه و خزش اولیه به دلیل بارگذاری اولیه می باشد وبه ویژه وابسته به زمان نیستند.مقدار فشار جایگزین توسطسنگ در طول خزش دوم و سوم به شدت تابعی از زمانبار پایدار است.هرچه سنگ بیشتر در معرضبرخی از استرس های کوچک دیفرانسیل قرار گیرد، فشار بیشتر توسط سنگ تجمل می شود.
In testing the influence of strain rate on rock strength, we can compare values of yield strength, ultimate strength, and rupture strength as a function of the rate of loading.But normal practice is to carry out a constant strain test, wherein the rate of strain is held constant. When the strain rate is relatively low, the amount of stress required to produce plastic deformation and ultimate failure is smaller than for experiments with higher strain rate.

The observable decrease in rock strength as a function of long-sustained stress is not too surprising. It can be thought of as a fatigue that sets in with time. Stress fractures in athletes are a human manifestation of the same phenomenon.

Engineers and geologists have carefully studied the time-dependent strain produced under conditions of low differential stress. The name given to this kind of strain is creep. Creep is the strain produced in experiments of long duration under differential stresses that are well below the rupture strength of the rock. Results of the tests produce consistent plots, like those shown in Figure 3.64. As soon as the load is applied, the rock experiences an elastic deformation. This is followed by three distinctive kinds of mechanical response, called primary, secondary, and tertiary creep.

Primary creep is a slightly delayed elastic deformation in which there is a general decrease in the amount of strain with time. This is followed by secondary, steady-state creep, a plastic deformation in which strain and time of loading are linearly related. Finally, the rock, still under constant load, dramatically fatigues and discloses an accelerating rate of strain. This leads to failure by rupture. Tertiary creep approximates viscous deformation.

The initial elastic strain and primary creep are due to initial loading and are not particularly time-dependent. The amount of strain accommodated by the rock during secondary and tertiary creep is strictly a function of the time the load is sustained. The longer the rock has been subjected to some tiny stress differential, the greater the strain that is sustained by the rock.

محققین در مورد “زمان نوسان درجه حرارت” صحبت می کنند (ژانتولیس، شخصیارتباطات، نوامبر ۱۹۹۲).زمین شناسان سازه ایالان در موقعیتی نیستند که  به طور معمول آزمایشتغییرشکلآزمایشگاهی را اجرا کنند که برای دههطول می کشد، بلکه حتی قرن ها و یاهزاران سال.”دما به جای زمان” معاوضه می شود.آزمایش های بلند مدت می تواند با افزایش درجه حرارتی که در آن آزمایش انجام می گیرد شبیه سازی شود.انتظار می رود کهافزایش درجه حرارت باعثرسیدن بهسطح تضعیف سنگ شود که در غیر این صورت با کاهش سرعتفشار به دست می آید.
نمونه های زمین شناسی تغییر شکل چسبناک

یک مثال اولیه جریان چسبناک در زیرسطح خلیج مکزیک، گزارش شده که در آن نمک، به صورت گنبد، ستون، وسوزن، از طریقتوده ضخیمرسوبات خلیج متصاعد می شود.ترکیبی از خاصیت شناوری بالا وقدرتناچیز ذاتی به نمک اجازه می دهد تاتحت تاثیربارگذاری گرانشی جریان وافزایش یابد(شکل ۳٫۶۵).گنبد نمکی گراند سلاین در نزدیکی دالاس،تگزاس، در سطح آن ساخته شده ، و بخشی از این گنبد نمکی در عملیات استخراج معادن زیرزمینی بهره برداریشده است.من (GHD) این فرصت را داشتمتا وقتی که دانشجوی دوره کارشناسی ارشد بودمبه زیرزمینبروم، و با پیچیدگی وظرافت زیبای سازه چندلایهرو بهسقف اتاق های غول پیکر شگفت زده شوم.لایه ها آشکار و واضح بودند، زیرا لایه های نمک سفید بین لایه های انیدریت خاکستری تیره قرار گرفته بودند.رابرت بالک (۱۹۴۹) نقشه لایه ها در معدن گراند سلاین را کشیده بود، و ما بخشی از یکی از این نقشه ها را مانند شکل ۳٫۶۶ تکثیر کردیم.یک راه برای درک این نیمکت از جریان ویسکوز و لایه ها در شکل های کارتونی در شکل ۳٫۶۷نشان داده شده است:  (۱) ایجاد یک “چینه” از ۳ یا ۴دستمال کاغذی از رنگ های مختلف در یک میز.(۲)با انگشت شست وانگشت اشاره دست چپ خود یک دایره بکشید(در صورتیکه راست دست هستید) و دایره خود را درست در بالا و مرکز دستمال کاغذیقرار دهید.(۳)مانند یک خرچنگ دریایی، پنجه خود را از داخل دایرهرد کنید، دستمال کاغذی را با نوک انگشتان بگیرید، دستمال کاغذی را به آرامی اما دقیق از طریق انگشتان خود بکشید.(۴)تحمل جریانفشردگی دستمال کاغذی را تماشا کنید، و نیز انطباق جریان باده ها خمودگی با لولاهای عمودی ایجاد شده.و (۵) یک قیچی بردارید ودر عرض دانه “جرز” دستمال کاغذی را ببرید تا ساختار داخلیچینه دستمال کاغذی را ظاهر سازید.مقطع ای که شما می سازید ممکن است نقشه بالک را در شما تداعی کند (شکل ۳٫۶۶(.

Experimentalists talk about “trading time for temperature” (Jan Tullis, personal communication, November 1992). Structural geologists are just not in a position to routinely run laboratory deformational experiments that last for decades, let alone centuries or millennia. ‘Temperature for time’ becomes the tradeoff. Long-duration experiments can be simulated by increasing the temperature at which the experiment is carried out. The expectation is that the increased temperature will achieve the level of rock weakening that otherwise would be achieved by lowering the strain rate.

 

Geological Examples of Viscous Deformation

A prime example of viscous flow is expressed in the subsurface of the Gulf of Mexico, where salt, in the form of domes, pillars, and needles, ascends through the Gulf’s thick pile of sediments. The combination of high buoyancy and inherent negligible strength permit the salt to flow and rise under the influence of gravitational loading (Figure 3.65). The Grand Saline salt dome near Dallas, Texas, made it to the surface, and part of this salt dome has been exploited in an underground mining operation. I (GHD) had the opportunity to go underground there when I was a graduate student, and was stunned by the complexity and elegance of fold structures exposed beautifully in the roofs of giant rooms. The folds were evident and obvious because white salt layers are interbedded with dark gray to black anhydrite layers. Robert Balk (1949) mapped folds in the Grand Saline mine, and we have reproduced a part of one of his maps as Figure 3.66. A way to gain a feeling for this brand of viscous flow and folding is shown in cartoon form in Figure 3.67; (1) Create a “stratigraphy” of 3 or 4 paper napkins of different colors on a table top; (2) make a circle with your left thumb and index finger (if right-handed) and place your circle right above the napkin at its center; (3) like a lobster, pass your claw through the circle, pinch the napkin, and draw the napkin slowly but surely through the opening; (4) watch the napkin endure constrictional flow, accommodating the flow by creation of dozens of folds with vertical hinges; and (5) take a pair of scissors and cut across the grain of the napkin “pillar” to reveal the internal structure of the napkin stratigraphy. The cross-section that you create may remind you of Balk’s map (see Figure 3.66).

 

شکل ۳٫۶۴کشش در مقابل نمودار زمان،طبقات اساسی خزشرا نشان می دهد :اول، دوم، و سوم.
شکل ۳٫۶۵ مشخصات مقطعی ازگنبدهای نمکی و برآمدگی نمک در سواحل خلیج فارسمنطقه است.{از مارتین (۱۹۷۸٫(شکل ۴، ص.۲۷انتشار با مجوز از انجمن زمین شناسان نفت آمریکا.}

شکل ۳٫۶۶ نقشه زمین شناسی از چین در نمک در بخشی اززیرسطحی از گنبد نمکی بزرگ شور، تگزاس. بالک، آر.، ۱۹۷۹، ساختار گنبد نمکی بزرگ شور،ونزاندتکانتی،تگزاس: انجمن آمریکایینفت زمین شناسان بولتن، V 33، ص.۱۷۹۱_۱۸۲۹ AAPG ©در سال ۱۹۴۹، تجدید چاپ با مجوز از AAPG که مجوز آن برای استفاده بیشتر مورد نیاز است.[/tab][/tabgroup]

امنیت پرداخت و ضمانت ها

خرید و دانلود فوری

فایل انگلیسی و فایل ترجمه شده
6000برای دریافت نسخه کامل

21 صفحه انگلیسی

۳۲ صفحه فارسی

دارای ضمانت بازگشت وجه

بدون نیاز به ویرایش

همه فایل های مربوط به علوم تجربی و پایه

مطالب مشابه



درباره نویسنده

همیشه آرزو داشتم یک یک تیم را مدیریت و یک ایده خلاقانه را عملی کنم که خودم و دها نفر دیگر را به ثروت برساند . از طرفی یک منبع معتبر آموزشی باشد . اکنون آن رویا ، " نگزاوار " نام دارد.

MASTER 51 نوشته در سیستم همکاری در خرید و فروش فایل نگزاوار دارد . مشاهده تمام نوشته های

دیدگاه ها


دیدگاه‌ها بسته شده‌اند.