Приливные волны и направленный перенос масс земли - Ревуженко А.Ф.
ISBN 978-5-02-019126-6
Скачать (прямая ссылка):
и, как правило, немонотонный характер.
Приведем характерные данные для гибкой цилиндрической оболочки. Диаметр цилиндра до его сжатия равняется 116 мм, высота образца — 155 мм; использовались два типа шаблонов с коэффициентом сжатия 0,74 и 0,84. Диаметры внутреннего ядра dя = 11; 16; 21; 30 и 41 мм. Вращение шаблонов осуществлялось с постоянной условной скоростью, равной W = 16 об./мин. В установившемся режиме скорость вращения ядра w постоянна. Поэтому постоянным будет и коэффициент редукции X = w/W. Например, для сухого песка (k = 0,74; dя = 11 мм) имеет место восточный дрейф: X = -0,01 для частиц размером 0,085 мм и западный дрейф X = +0,006 для частиц размером 0,55 мм. Налицо качественное влияние данного фактора. Причем влияние является нелинейным. Так, для частиц размером 0,174; 0,312 и 0,350 мм имеет место только западный дрейф с X = 0,05; 0,062; 0,02.
Полное насыщение образца песка водой, глицерином или смесью воды и глицерина (1 : 1), как правило, заметно влияет на дрейф ядра. Например, при dя = 30 мм, k = 0,84 имеем восточный дрейф X =-0,022 (песок); X =-0,31 (песок, вода), X =-0,04 (песок, глицерин), X = -0,2 (песок, глицерин, вода). При dя = 16 мм имеем X » 0 (песок), т. е. дрейфа ядра практически нет.
Для теста (мука, вода) скорость дрейфа существенно зависит от консистенции массы. Например, для консистенции: мука 760 — 1000 г, вода — 1000 г при диаметре ядра 41 мм имеем X = -6,5 • 10-4, а при консистенции: мука — 1000 г, вода 1000 г, X = -3,4 • 10-4. Значение коэффициента сжатия k = 0,84. Ряд данных по западному и восточному дрейфу ядра для приливных волн большой амплитуды приведен далее в § 9.
§ 8. Результаты пространственного моделирования
Рассмотрим моделирование объемного процесса деформирования. При моделировании необходимо обеспечить максимальные деформации в плоскости экватора и их уменьшение к полюсам. Расстояние между полюсами должно оставаться неизменным.
С учетом этих требований опробовано несколько схем нагружения, в частности, схема деформирования сферической поверхности вращающимися шаблонами с разными эксцентриситетами, уменьшающимися к полюсам. Однако реализация этой схемы оказалась весьма затруднительной и поэтому невыполнимой.
Приливный процесс нагружения может быть имитирован с помощью упругих металлических полуколец, средняя часть которых неподвижно закреплена в полюсах, а концевые части подвергаются деформированию. В этой схеме достаточно нагружения только в плоскости экватора, а за счет упругости полуколец напряжение передается и к другим широтам.
Рассмотрим схему стенда подробнее. Его общий вид показан на рис. 8.1. Нагружающее устройство представляет собой вращающийся ротор, на котором закрепляется шаблон с центральным эллиптическим вырезом (оси равны 217 и 100 мм). Привод на ротор осуществляется от двигателя через редуктор. Конструкция содержит следующие элементы. Вертикальная ось с фланцем неподвижно закреплена на станине. Фланец с девятью диаметральными отверстиями, равномерно расположенными по периметру его окружности, имитирует полюс. Проволочные упругие меридиональные полукольца вставлены в отверстия и неподвижно там закреплены. На полукольца с некоторым шагом надеты скользящие втулки с площадками на боковой поверхности. К площадкам приклеена резиновая оболочка полусферы. Конструкция верхней части аналогична.
Нагружение осуществляется деформированием двух ленточных колец разного диаметра из тонкого проката бериллиевой бронзы. Кольца вложены одно в другое с зазором и скреплены между собой 35 вертикально установленными втулками с отверстиями, равномерно распределенными по периметру. В отверстия со скользящей насадкой продеты концевые части полуколец с чередованием нижней и верхней полусфер. Верхняя полусфера оканчивается также гибким ленточным кольцом, к которому прикреплена резиновая оболочка. Поскольку вырез шаблона имеет форму эллипса, то и горизонтальные сечения камеры также примут форму, близкую к эллиптической. Причем по мере приближения к полюсам эксцентриситет
Рис. 8.1.
уменьшается. От вращения камера удерживается гибкими тягами, прикрепленными к неподвижным стойкам. Расстояние между полюсами сохраняется постоянным, поскольку «полюса» неподвижно закреплены на станине: нижний непосредственно, а верхний — с помощью кронштейна (на рисунках не показан).
Процесс передачи деформаций от экваториальной плоскости к полюсам исследован на вязкой жидкости, которая заливалась в нижнюю полусферу на разные уровни. На рис. 9 в работе [8] показаны положения поплавков, первоначально установленных по направлению большой оси эллипса после 104 циклов деформирования. Уровни жидкости от полюса составляли 49, 64, 79 мм. На фотографии видно, что устройство обеспечивает затухающий процесс направленного переноса по мере приближения к полюсу. Из сравнения картин деформирования плоской и объемной моделей видно, что одинаковым коэффициентам сжатия плоской и соответствующего сечения объемной модели отвечают близкие картины деформирования. Это
