Континуальная концепция сдвиговой дезинтеграции твердых тел
Актуальность темы исследований. Вопросы прочности материалов являются основополагающими в любой технической науке. Особенную актуальность вопросы разрушения имеют в горном деле, где основные технологические процессы направлены на разрушение горных пород (бурение, взрывание, дробление и т.д.), а технология добычи (системы разработки) или ведения горных работ выбирается из условия устойчивости (прочности) горного массива.Цель работы. Работа посвящена установлению закономерностей пластического деформирования и дезинтеграции горных пород (твердых тел)на основе их представления сплошной (континуальной) средой. Методы исследований, результаты и выводы. Автором предлагаются некоторые новые закономерности пластического деформирования, полученные аналитически на основе континуальной механики разрушения, среди которых функции поверхности текучести и пластического потенциала, критерий прочности твердых тел, уравнение, определяющее собственный момент блоков (образовавшихся структур) при пластическом деформировании, динамические уравнения (эволюционные) поведения фрагментированных сред, вариационный принцип дезинтеграции твердых тел, критерий роста или появления трещины на любом масштабном (иерархическом) уровне, тесно связанный с фундаментальным параметром иерархии горных массивов и числом Фидия. Выявлены, объясняются и обсуждаются некоторые эффекты и явления протекания процессов, происходящих во время пластического деформирования, дезинтеграции (деструкции). В частности, показано, в том числе экспериментально, что главным признаком пластической деформации на стадии упрочнения является частичная или полная (на пределе упругости) потеря удерживающего эффекта от внутреннего трения на площадках микросдвигов под действием минимального главного напряжения и его постепенное усиление в процессе упрочнения, что является следствием явления дилатансии, т. е. увеличения объема в направлении минимального главного напряжения. Показано, что с континуальных позиций разворот сдвиговых площадок (структурных элементов) - это неизбежность, откладывающая момент разрушения, при отсутствии ротационной деформации будет происходить одномоментный срез образца. Именно этим объясняется близость пределов упругости и прочности для хрупких материалов. То есть намечен критерий разделения материалов на хрупкие и пластичные. Указывается на возможный механизм явления перехода от накопления объемных повреждений в процессе пластического деформирования к росту магистральной трещины (замирание деформационной активности) и соответствующее падение напряжений, которые могут быть объяснены с той позиции, что в момент прорастания (собственно разрушения) микротрещины сориентированы под одним углом, дальнейшее изменение их ориентировки (разворот) невозможно (рост упругого сопротивления) и в силу концентраций напряжений происходит их соединение по принципу анизотропной среды.