Разрушение как процесс

Известно, что различие между твердым телом, жидкостью и газом в аспекте разрушения, состоит в сопротивлении тела формоизменению при воздействии внешних сил, а само разрушение соответствует понятию распада тела на не связанные между собой куски. Этот факт должен быть обусловлен наличием кристаллической решетки, каждая частица которой в твердом теле имеет строго определенное положение.
Размеры кусков при разрушении могут оказаться различными по величине. На практике тело в виде балки при изгибе ломается в одном месте, при сжатии скалывается тоже по одной плоскости. Создается впечатление, что геометрия тела и его напряженное состояние играют главную роль в разрушении, а структура тела не оказывает влияния на его результаты.
Ho это не так. Например, если растягивать или сжимать стержень твердого тела, то по длине L у стержня в любом месте его сечения F будет одинаковое напряжение:

Ho разрушение произойдет только в одном месте, и в общем не ясно в какой именно точке по оси L(x). Ясно, что точка разрушения находилась в сечении, где были дефекты или дислокации. Какие это дефекты?
Дефекты кристаллической структуры имеются в виде микропор и микротрещин. Такие дефекты подразделяются на точечные и линейные. Точечные - это вакансии, т.е. не занятые узлы кристаллической решетки или какие-либо внедрения чужеродных атомов или ионов. Линейные - это дислокации или смещения одной части кристалла относительно другой.
Дислокации в зависимости от их размеров могут быть в виде трещин и не обязательно, но чаще всего должно способствовать образованию зародышей таковых. Такой ход событий возможен, когда дефекты взаимодействуют между собой при смещении и выходят на поверхность кристалла.
Благодаря наличию дефектов и тому подобным ослаблениям, реальная прочность твердого тела на несколько порядков меньше теоретической:

Горные породы, как известно, могут быть мономинеральными и полиминеральными. При разрушении мы можем встретить обе ситуации, поэтому процесс дезинтеграции усложняется. Для мономинеральных пород разрушение происходит в двух случаях:
- разрушаются межкристаллические связи, так как они всегда слабее связей внутри кристалла;
- разрушаются кристаллы, если дислокации в них велики и множественны.
Для полиминеральных пород картина другая:
- разрушение происходит в межзерновом слое;
- разрушение в более слабых зернах (минералах);
- разрушение в любом по крепости минерале при большой концентрации дефектов.
В зависимости от степени полиминеральности и свойств различных минералов можно использовать разные способы разрушения, например, если минералы заметно отличаются по объемным коэффициентам расширения, то можно использовать изменение температуры (нагрев или охлаждение). Если межзерновые слои обладают электрической проводимостью, то лучше применить электрический способ в виде формирования разряда.
В полиминеральных породах вероятность появления дефектов в местах контактов между зернами выше, чем в самих зернах. Имеются свидетельства, что плотность (количество) дислокаций в кристаллах может составлять 10в2/10в12 на 1 см2. Чем их больше, тем слабее горная порода и тем выше в них могут быть пластические деформации.
Допуская наличие в твердом теле хотя бы одного ослабления, правомерно и допущение о большем их количестве. Какое количество слабых мест имеется в твердом теле, и чем оно определяется? Чем определяется мера слабости?
Пользуясь статистикой, можно предположить, что мерой слабости является отклонение от средних напряжений, разрушающих напряжений. Количество слабых мест разной меры слабости на длине стержня определит статистический разброс показателя его прочности. Если теперь определить меру слабости для стержня другой формы образца, то окажется, что она будет разной.
Разрушение горной породы находит свое применение при:
- отделении от массива механически с помощью экскаваторов, стругами, бурении и т.п., при взрывании, тепловом и физическом воздействии;
- дроблении, измельчении в обогатительном и гидрометаллургическом переделе с особами механического измельчения, либо физическими и электромагнитными методами;
- расчленении массива при наличии обнажений за счет преодоления внутренних напряжений. Здесь имеется в виду потеря устойчивости.

---