Модель. Прибор, использованный в
моделировании, представляет собой деревянный
ящик с размерами 21х21х8 см (рис. 2), в
который снизу может вдвигаться цилиндрический
штамп диаметром 1 см. Для придания штампу
куполообразной формы, схожей с верхней частью
мантийного диапира, на дне ящика находилась
пластина поролона толщиной 0.5 см. Поверх нее
закладывался слой модельного материала - песка
или глины. Высота поднятия штампа 2-2.5 см. Модельный слой
квадратный в плане со сторонами 21х21 см и с
меняющейся мощностью в разных опытах: от 1 до 3 см (рис. 2).
 |
Рис.
2. Устройство, использованное в моделировании.
Первая и вторая серии опытов. |
Ход эксперимента. Моделирование проводилось при
комнатной температуре. Поднятие штампа
происходило на протяжении 30 с.
Результаты моделирования. На первой стадии
опытов, после поднятия штампа, над ним образуется
купол. В песчаных моделях он несколько больше в
диаметре, чем в глиняных. У песчаных моделей с
увеличением мощности от 1 до 3 см форма купола
изменяется от близкой к сегменту шара до
приближенной к конусообразной. В опытах с глиной
возможное изменение формы купола при изменении
толщины модельного слоя проследить не удалось.
Во всех опытах возникает радиальная
система трещиноватости растяжения -
свидетельство концентрического растяжения в
пределах купола. Зияния трещин увеличивается к
центру поднятия и постепенно исчезают к его
подножию. Степень открытия трещин зависит от
мощности модельного слоя и от характера
материала - они более раскрыты в опытах с песком,
при большей мощности деформируемого слоя.
Во всех опытах в центральной части
купола возникает блоково-полигональная
структура. В опытах с песком эта структура
развита лучше, чем в опытах с глиной. Чем больше
мощность песчаной модели, тем меньше блоков и тем
менее они дифференцированы по размеру и
местоположению. В опытах с глиной
блоково-полигональная структура развита хуже,
чем в опытах с песком, и чем больше мощность
модельного слоя, тем шире эта зона.
Полигональность в центральной части модели
указывает на обстановку всестороннего
горизонтального растяжения в центральной части
модели.
Во всех опытах дилатация поверхности
модельного слоя максимальна в центральной части
купола, где она достигает 40-60% в песчаных моделях
и 20-30 % в глиняных.
На второй стадии опытов (после возвращения штампа в
исходное положение) радиальная и
блоково-полигональная системы трещиноватости
растяжения предыдущей стадии опыта закрываются.
В опытах с песком на границе
образованного на первой стадии купола
образуется концентрическая система
трещиноватости растяжения за счет распрямления
подножия склона купола. Степень выраженности
этой системы трещиноватости с увеличением
толщины модельного слоя уменьшается.
Образование концентрической системы трещин на
второй стадии свидетельствует о радиальном
сжатии у подножия купола на первой стадии. В
опытах с глиной эта система трещин не образуется.
Поле напряжений при этом, скорее всего, было
такое же как в опытах с песком.
| 
