地质构造分析的力学基础(应变分析).ppt

（一）变形 1.物体变形：物体受到力的作用后, 其内部各质点之间的相互位置发生改变叫做变形。 体变（容变）：体积变化 变形 形变（畸变）：形态变化 变形 平移 位移 旋转 2. 物体变形的规模 大变形: 物体变形量1－3%的变形 小变形: 物体变形量1－3%的变形 3. 物体变形的方式: 物体变形的基本方式 有五种: 拉伸、挤压、剪切、弯曲、扭转 4. 均匀与非均匀变形: ★均匀变形: 岩石的各个部分的变形性质、方向和大小都相同的变形 ． 4.均匀与非均匀变形: ★非均匀变形: 岩石的各个部分的变形性质、方向和大小发生变化的变形。例如, 弯曲和扭转就是非均匀变形, 构造地质学主要研究的多是这类变形, 但在具体研究时, 多把整体的非均匀变形分解成局部的均匀变形来讨论分析, 即把非均匀变形视为若干连续的局部均匀变形的总和。 （二） 应变  1.应变的概念:变形物体内部质点之间相对位移的程度, 是物体变形程度的量度。是指变形前后物体的形状、大小或物质线方位的改变量。 2.线应变:物体内某方向上单位长度的改变量叫线应变. 一杆件受纵向拉伸变形, 设杆件原长为l0, 拉伸变形后的长度为l, 那么, 杆件绝对伸长为: △l=l－l0 纵向线应变定义为: e =(l－l0)/ l0 即 e = △l / l0 实验证明, 杆件拉伸变形, 不但有纵向伸长变形, 同时还有横向缩短变形。设杆件原厚度为b0, 变形缩短后的长度为b, 那么, 其横向线应变为: e0 =(b－b0)/ b0 e0 = △b /b0 线应变的其它表示方法: 直线的长度比(S): 是指线段变形后长度与变形前长度之比: S=l / l0 = 1+ e 线段的平方长度比:指变形前后线段长度比的平方，一般用?表示： l =(l / l0 )2=(1+ e) 2 据上两式有: S=1+ e =√ l 3.剪应变:初始相互垂直的两条直线变形后, 它们之间直角的改变量叫做角剪应变, 它的正切函数称为剪应变, 其数学表达式为: g=tgy 在小应变的情况下, 剪应变g近似等于角剪应变y, 因此, 剪应变也可用角的弧度来表示。 但在大应变的情况下, 二者不可混用。 4.应变椭球体:岩石发生变形时, 其内部质点的相对位置将发生变化。设想在变形前岩石中有一个半径为1 的单位球体, 变形后成为一椭球体。这一个椭球的形态和方位表示了岩石的应变状态, 称为应变椭球体. 　　　应变椭球有三个互相垂直的主轴, 沿主轴方向只有线应变而没有剪应变。 在三个主轴不等时, 分别叫最大应变轴, 最小应变轴和中间应变轴. 4. 应变椭球体: 分别以X, Y, Z (或A, B, C) 来表示应变椭球的最大应变轴, 中间应变轴, 最小应变轴, 包含任意两个主轴所构成的平面叫主平面. 所以, 应变椭球体具有XY, YZ, XZ ( 或AB, BC, AC) 主轴构成的三个主平面. 4. 应变椭球体:应变椭球体的三个主轴方向与地质构造的空间方位有关： 垂直最小应变轴Z轴的主平面(XY面, 或AB面)是压扁变形面, 它代表了褶皱构造的轴面, 片理面等面状地质构造的的方位. 是最大压缩方向. 垂直最大应变轴X轴的主平面(YZ面, 或BC面)是拉伸变形面, 它代表了张节理等面状地质构造的的方位,最大拉伸方向, 它常常反映在矿物的拉伸定向排列上. 根据应变椭球体应变主方向质点线与变形前相应质点线之间的不同关系, 平面应变可分为纯剪应变和单剪应变。 纯剪应变: 是一种均匀变形, 应变椭球体中两个主轴X Z轴的质点线在变形前后具有同一方位, 也就是说, 在变形过程中, 应变主方向的质点线没有发生旋转, 所以, 纯剪应变又称无旋转应变. 单剪应变: 是一种恒体积均匀变形,