Уплотняемость

Уплотняемость

Деформация снега под давлением зависит от свойства, называемого сжимаемостью, уплотняемостью или вязкостью, хотя использование этих терминов в данном случае и представляется противоречивым и неопределенным. Термин «сжимаемость» в том смысле, в каком он используется в теории упругости и термодинамике, неприменим но отношению к неупругому необратимому процессу уплотнения снега. Из-за изменения площади контакта между ледяными зернами и постоянно увеличивающейся нагрузки на каждую отдельную частицу снега термин «вязкость» также не имеет смысла в качестве характеристики одного из физических свойств снега. В том смысле, в каком этот термин обычно используется в литературе, это скорее свойство среды, а не материала. Тем не менее параметр, характеризующий уплотнение снега, действительно необходим; поэтому мы будем употреблять в этом смысле термин «статической уплотняемое» по аналогии с определением сжимаемости где В — статическая уплотняемость и другие переменные, о которых было сказано выше. Будем считать В функцией пространства, занятого порами, и процессов уплотнения.

Уравнения выглядит достаточно понятным, однако его необходимо детально исследовать, чтобы исключить возможность неправильного понимания и неверного применения. Здесь мы рассмотрим взаимосвязь между переменными в том виде, как они действительно наблюдались в снежном профиле, и не с целью использования закона природы для предсказания того или иного процесса, а как пример закона Гука, который он напоминает. Как, так и а зависят от времени; при изменении а зменяется не мгновенно, а с некоторой постоянной времени;

Прежде исследователи рассматривали бы как сжимаемость, которой она не является, а как вязкость, что также неверно. На самом деле Pi-это модуль давления, — временной модуль. Теперь очевидна вся сложность В: она сочетает в себе оба модуля — время и давления. Когда аккумуляция очень мала, при уплотнении преобладают процессы, зависящие от времени (о них шла речь в начале статье). При большой аккумуляции преобладают процессы, зависящие от нагрузки, т. е. от давления. Уравнение действительно в любом случае.

Как показано в уравнении, при статических условиях относительное изменение пространства, занятого порами, пропорционально давлению, которое оказывает накапливающийся новый снег. Комбинация уравнений и дает зависимость между уплотняемостью и пористостью я, т. е.

Теперь мы можем рассматривать параметр т как модуль уплотнения. Следует особо подчеркнуть, что модуль уплотнения можно определить по данным о глубине и плотности, так как нагрузка является функцией глубины и плотности снега. Таким образом, модуль уплотнения является чрезвычайно удобным параметром уплотняющегося снега или фирна, в частности потому, что благодаря ему не обязательно знать скорость аккумуляции.

Благодаря статическим условиям мы можем с равным успех выразить результаты через давление или время. Легко показать, что соответствует соотношению между сжимаемостью и давлением. Следует иметь в виду, что здесь нагрузка является функцией (линейной) времени. Параметры уравнений имеют одинаковый порядок величин.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.