Kluczowa różnica między odkształceniem plastycznym i kruchym polega na tym, że odkształcenie ciągliwe występuje przy niskich prędkościach odkształcenia, podczas gdy odkształcenie kruche występuje przy wysokich prędkościach odkształcenia.
Podczas zwiększania naprężeń przyłożonych do konkretnej skały, skała przechodzi przez trzy rodzaje następujących po sobie etapów deformacji. Są to odkształcenia sprężyste, odkształcenia ciągliwe i odkształcenia kruche. Odkształcenie sprężyste jest odkształceniem odwracalnym, odkształcenie ciągliwe jest nieodwracalne, gdy kruche odkształcenie powoduje pękanie skały.
Co to jest odkształcenie plastyczne?
Odkształcenie plastyczne w nauce o Ziemi to powstawanie dużych, otwartych fałd w osadach lub skałach przed przesuwającym się lodowcem, które mogą przekształcić się w fałdy. Może to spowodować, że osady lub skały zaczną podlegać wewnętrznemu przepychaniu z powodu ciągłego posuwania się lodu. Ten rodzaj deformacji skał jest bardzo zależny od rodzaju skały. Dzieje się tak, ponieważ nawet bardzo małe zmiany składu mineralnego w skale mogą skutkować zupełnie innymi właściwościami plastycznymi. Ponadto mechanizm odkształceń plastycznych jest bardzo wszechstronny.
Ponadto, odkształcenie plastyczne wskazuje na zmiany kształtu materiału poprzez zginanie lub płynięcie, podczas których wiązania chemiczne mogą ulec zerwaniu, ale następnie przekształcają się w nowe wiązania. Wymaga to naprężenia przekraczającego próg elastyczności i szybkości odkształcenia, która jest wystarczająco wolna, aby pomieścić większe obciążenie bez uszkodzenia materiału. Skała, która doświadczyła deformacji ciągliwej, ma zazwyczaj takie właściwości, jak fałdowanie, foliacja i lineacja. Foliację i lineację można jednak zaobserwować również po kruchej deformacji.
Za odkształcenie ciągliwe odpowiada kilka mechanizmów, w tym pełzanie dyfuzyjne, pełzanie dyslokacyjne, mechaniczne splatanie/skręcanie, przesuwanie granic ziaren i obrót korpusu sztywnego. Pełzanie dyfuzyjne występuje, gdy deformacja stałych kryształów następuje poprzez migrację atomów i wakatów w sieci krystalicznej. Proces ten jest napędzany przez gradient potencjału chemicznego wywierany przez zewnętrzne naprężenia.
Pełzanie dyfuzyjne jest najczęstszym mechanizmem pełzania dyfuzyjnego; Istnieją trzy podkategorie pełzania dyfuzyjnego: pełzanie Nabarro-Herringa, pełzanie Coble'a i pełzanie rozpuszczająco-opadowe. Spośród tych trzech pierwsze dwie formy wskazują na konserwatywną dyfuzję atomów i wakatów w krystalicznym ciele stałym. Trzecia metoda jest również znana jako pełzanie ciśnieniowe lub pełzanie dyfuzyjne na mokro i wymaga warstwy płynu, która działa jako nośnik materiału krystalicznego. Tutaj substancja rozpuszczona dyfunduje niekonserwatywnie przez płyn z miejsc rozpuszczania do wytrącania wzdłuż granic ziaren.
Co to jest kruche odkształcenie?
Kruche odkształcenie to rodzaj odkształcenia, który występuje w wyniku pękania i uskoków. Termin ten odnosi się do zrywania wiązań chemicznych, które nie ulegają następnie żadnemu reformowaniu. W związku z tym wynik kruchego odkształcenia jest analogiczny do tych obserwacji w pękniętych płytach, takich jak pęknięcia. Kruche odkształcenie konkretnej skały zależy od reologii skały. Kruche odkształcenie skały następuje przy dużej szybkości odkształcania.
Podczas kruchego odkształcania skały zwykle wykazują efekt pseudolepki przed zniszczeniem, co znajduje odzwierciedlenie we wzroście wytrzymałości wraz ze wzrostem szybkości odkształcania. Taki efekt możemy łatwo znaleźć w przemyśle wydobywczym. Nazywamy to zmęczeniem statycznym; filar lub inna konstrukcja nośna ulega uszkodzeniu po pewnym czasie pod stałym obciążeniem.
Jaka jest różnica między odkształceniem plastycznym a kruchym?
W skałach mogą wystąpić trzy rodzaje odkształceń: odkształcenie sprężyste, odkształcenie ciągliwe i odkształcenie kruche. Kluczowa różnica między odkształceniem ciągliwym i kruchym polega na tym, że odkształcenie ciągliwe występuje przy niskich szybkościach odkształcenia, podczas gdy odkształcenie kruche występuje przy wysokich szybkościach odkształcania. Ponadto odkształcenie ciągliwe jest nieodwracalne, ale nie powoduje łamania skały, podczas gdy odkształcenie kruche jest nieodwracalne i powoduje również pękanie skały. Jest to zatem kolejna istotna różnica między odkształceniem plastycznym a kruchym.
Poniżej znajduje się podsumowanie różnicy między odkształceniem plastycznym i kruchym w formie tabelarycznej.
Podsumowanie – Odkształcenie plastyczne kontra kruche
Trzy rodzaje odkształceń, które mogą wystąpić w skałach: odkształcenie sprężyste, odkształcenie ciągliwe i odkształcenie kruche. Kluczowa różnica między odkształceniem ciągliwym i kruchym polega na tym, że odkształcenie ciągliwe występuje przy niskich szybkościach odkształcenia, podczas gdy odkształcenie kruche występuje przy wysokich szybkościach odkształcania.
