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地球上的冰川及冰体变形的特点

时间:2023-08-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:物体在受力情况下,为了适应或消除外力,可作3种变形,即弹性变形、塑性变形和脆性变形。到底以何种变形为主,要取决于材料本身的性质、应力与晶格的方位关系、应力的大小和加荷的速度等。就冰来说,由于它容易实现晶体的内部滑动,是有利于表现出塑性变形的。只有在缓慢加荷并长期受力时,冰才能充分显现出塑性变形的特色。加荷时间在8~90分钟内,冰或作弹性变形或作脆性变形。

地球上的冰川及冰体变形的特点

物体在受力情况下,为了适应或消除外力,可作3种变形,即弹性变形、塑性变形和脆性变形(或称破裂)。一般物体在受力时都有这三个变形阶段。例如一根弹簧,一般情况下,作弹性变形;当受力超过弹性强度时,作塑性变形,弹簧回不到原来的位置;当受力特大超过破裂强度时,弹簧拉断,作脆性变形。但是,这三个阶段究竟有主有从,三个阶段并不同样平分秋色。到底以何种变形为主,要取决于材料本身的性质、应力与晶格的方位关系、应力的大小和加荷的速度等。

就冰来说,由于它容易实现晶体的内部滑动,是有利于表现出塑性变形的。但是,当外力突然增高时,很容易超过冰的破裂强度,发生脆性变形(断裂)。只有在缓慢加荷并长期受力时,冰才能充分显现出塑性变形的特色。

我们知道,物体在长期受力时,哪怕这种力较小,也会产生塑性变形,这种现象叫作物体的松弛。任何物体都有它自己的松弛期,就是说,受力超过一定时间,物体即发生塑性变形(松弛)。

实验证明,冰的松弛期在普通条件下是8~90分钟。加荷时间在8~90分钟内,冰或作弹性变形或作脆性变形。如果加荷时间超过8~90分钟,冰将表现出明显的塑性变形。(www.xing528.com)

很早以前有人做过这样一个实验,把一块长条形的冰,架在二个支点上,经过若干时间,冰就自行弯曲,发生塑性变形。这是因为冰本身的重量使冰条松弛弯曲了。冰的塑性变形程度和温度有很大关系。温度在-12.0℃~-3.5℃,冰条一昼夜下垂弯曲2毫米;温度在-1.0℃~0℃时,冰条一昼夜可下垂9毫米。

冰川下部,由于上部冰层的压力和上游冰层的推力,老是处于受力状态,使下部冰层的塑性表现得比较充分。同时,下部冰层的融点由于受压比上部冰层稍低,使下部冰层更接近于融点,因而塑性变形更易实现。这样,冰川下部出现塑性带就不难理解了。而冰川表层,缺乏长期受力这个重要条件,当外力突然增加时,往往作弹性或脆性变形,成为脆性带。

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