5.2岩石流变理论讲解.ppt

5.3.1 流变的概念 5.3.2 蠕变的类型和特点 5.3.3 描述流变性质的三个基本元件 5.3.4 组合模型及其性质 5.3.5 岩石的长期强度;三个概念： 弹性变形和塑性变形——时间无关，是否能恢复 粘性流动——与变形率有关，时间相关 流变现象： 材料应力-应变关系与时间因素有关的性质，称为流变性。材料变形过程中具有时间效应的现象，称为流变现象。 岩石流变的种类： 蠕变 松弛 弹性后效;三个概念： 弹性变形和塑性变形——时间无关，是否能恢复 粘性流动——与变形率有关，时间相关 流变现象： 材料应力-应变关系与时间因素有关的性质，称为流变性。材料变形过程中具有时间效应的现象，称为流变现象。 岩石流变的种类： 蠕变 松弛 弹性后效;三个概念： 弹性变形和塑性变形——时间无关，是否能恢复 粘性流动——与变形率有关，时间相关 流变现象： 材料应力-应变关系与时间因素有关的性质，称为流变性。材料变形过程中具有时间效应的现象，称为流变现象。 岩石流变的种类： 蠕变 松弛 弹性后效;1940.05;阿尔卑斯山谷反倾岩层中蠕动 ;湖南五强溪板溪群轻度变质砂岩、石英岩、板岩中的蠕动，深达40～50m;a.稳定蠕变：低应力状态下发生的蠕变，图中σC b.不稳定蠕变：较高应力状态下发生的蠕变，图中σA 、σB;第一阶段(a-b) ，减速蠕变阶段：应变速率随时间增加而减小。 第二阶段(b-c)，等速蠕变阶段：应变速率保持不变。 第三阶段(c-d)：加速蠕变阶段：应变速率随时间增加而增加。;5.3.3 描述流变性质的三个基本元件;5.3.3 描述流变性质的三个基本元件;5.3.3 描述流变性质的三个基本元件;(1)弹性元件 力学模型： 材料性质：物体在荷载作用下，其变形完全符合虎克 (Hooke)定律。称其为虎克体，是理想的线性弹性体。 本构方程：s=ke 应力应变曲线（见右图）： 模型符号：H 虎克体的性能：a.瞬变性 b.无弹性后效 c.无应力松弛 d.无蠕变流动;(2)塑性元件 材料性质：物体受应力达到屈服极限σ0时便开始产生塑性变形，即使应力不再增加，变形仍不断增长，其变形符合库仑摩擦定律，称其为库仑(Coulomb)体。是理想的塑性体。 力学模型： 本构方程： ε=0 ，（当 σσ0时） ε→∞， （当σ?σ0时）;(2)塑性元件 应力－应变曲线 模型符号：C 库仑体的性能： 当σσ0时，ε=0 ，低应力时无变形 当σ?σ0时，ε→∞，达到塑性极限时有蠕变;5.3.3 描述流变性质的三个基本元件;(3)粘性元件 牛顿体的性能： a.有蠕变 即有蠕变现象;(3)粘性元件 牛顿体的性能： b.无瞬变 c.无松弛 d.无弹性后效 ;(4)注意点（小结） a.塑性流动与粘性流动的区别 当σ?σ0时，才发生塑性流动，当σσ0 完全塑性体， 表现出刚体的特点。 当σ0时，就可以发生粘性流动，不需要应力超过某 一定值。 b.实际岩石的流变性是复杂的，是三种基本元件的不同 组合的性质，不是单一元件的性质。 c.用粘弹性体：研究应力小于屈服应力时的流变性； 用粘弹塑性体：研究应力大于屈服应力时的流变性。;(1)串联和并联的性质 串连即两个或多个元件首尾依次相联的模型。 并联即两个或多个元件首与首、尾与尾相联的模型。 例如串连模型： 并联模型：;(1)串联和并联的性质 ;（2）马克斯威尔(Maxwell)体;（2）马克斯威尔(Maxwell)体;（2）马克斯威尔(Maxwell)体;（2）马克斯威尔(Maxwell)体;（2）马克斯威尔(Maxwell)体;（2）马克斯威尔(Maxwell)体;瞬变应变量;（3）开尔文（kelvin）体;（3）开尔文（kelvin）体;（3）开尔文（kelvin）体;（3）开尔文（kelvin）体;（3）开尔文（kelvin）体;（3）开尔文（kelvin）体;（3）开尔文（kelvin）体;5.3.4 组合模型及其性质;5.3.4 组合模型及其性质;5.3.4 组合模型及其性质;5.3.4 组合模型及其性质;5.3.4 组合模型及其性质;5.3.4 组合模型及其性质;5.3.4 组合模型及其性质;5.3.4