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外一个

图3.9。冻土温度引起的应力和应变的发展,(a) t从- 2CC降低到- 15°C时应力随时间的变化:

1 -蒙脱土,2 -高岭石,3 -砂质粉质材料;4 -沙子。(¿)温度变化f,膨胀PJ1的全方位应力和冻土样品的线性尺寸,I,相对于高度,/?1 -土壤不允许的温度变形,

2 -实际变形,l0 - l3-土样边界;A-D -常规识别层)。

在细粒土中霜粒破碎的一个显著表现是形成多边形(平面)裂缝网和相交的楔状脉状地下冰系统。B.N. Dostovalov(17)根据冻土中温度应力发展的数据估计了开裂多边形的大小。垂直裂缝之间的距离(多边形的大小)可以用公式确定:

o.G梯度t,其中Ptd为破裂应力(体积梯度拉应力等于冻土的瞬时断裂阻力);A为地面线性温度变形系数;G为位移弹性模量;梯度是冻土温度随深度变化的梯度。。如果均质材料的温度梯度较小,则会形成较大的矩形块体。随着梯度的增大,矩形解理被连续地劈开冻裂第二代或更高代的,从而产生越来越小的块。在非均质冻土中,这一过程更为复杂,霜裂不能严格平行,而多为四方或多边形。

一般的温度裂缝系统将冻土分解成相当大的块状和块状,可以与较小的霜裂缝(微裂缝)结合在一起,从而分解矿物质和岩石(直到粉砂部分)。温度崩解,或岩石或矿物碎片的温度破坏,是由不同值的热膨胀成分产生的冻结岩石,导致“不允许的”变形,因此,在这些组件的边界上产生体积梯度应力Pa。当这些应力超过岩石或矿物碎片(Pa > crcoh)的局部强度时,就会发生宏观裂缝。自然地,岩石不会瞬间崩解,而是随着微裂纹的出现、发展、合并和增长而逐渐瓦解,这是由于反复的加热-冷却循环。

多矿物岩石碎屑的崩解和破碎是由与最大热差有关的体积梯度应力决定的膨胀系数组成岩石的成分和矿物质(A A = amax - ocmin)。显然,这种差异越大,“不允许的”温度变形就越大,因此,岩石中的体积梯度应力Pa也就越大。

其中kt是比例系数,或“不允许的”变形转变为应力,Pa°C。

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