第三章 地质构造分析的力学基础ppt课件.pptVIP

思考题 应力分析 变形分析 影响岩石力学性质与岩石变形的因素 第三章 地质构造分析的力学基础 内因：岩石成份、结构、构造。 外因：围压、温度、溶液、孔隙压力、时间、应力状态。 1、刚性（否）与柔性（是）： 岩石在力的作用下是否出现变形的性质； 2、弹性（是）与塑性（否）： 岩石在力的作用下是否出现可恢复的变形的性质； 3、脆性（破裂）与韧性（流动）： 岩石在力的作用下是出现破裂的变形还是流动而不破裂的变形的性质； *围压（静岩压力） 作用：增加岩石的韧性，提高岩石的强度极 限和弹性极限。 原因：高围压使岩石的质点彼此接近，增强 了内聚力。 磁黄铁矿 闪锌矿 *温度 作用：强度降低，弹性减弱，韧性增强。 原因：增高温度，使岩石质点的热运动增 强，减弱了质点之间的联系能力。 围压100MPa和不同温度作用下磁黄铁矿(a)和闪锌矿(b)的应力-应变曲线 *溶液 作用：弹性极限和强度下降，韧性增强。 原因：(1) 溶液分子进入晶格，使矿物分子之 间的凝聚力下降― “水致弱化”现象； (2) 溶液有利于重结晶作用的发生，容 易发生塑性变形。 溶液和温度对大理岩变形影响的应力-应变曲线图 (围压为1400MPa) *孔隙压力 作用：使得岩石容易发生破裂，强度下降。 原因：使有效正应力(s－p)下降：t＝t o+m(s－p) p -孔隙流体压力 孔隙压力的作用可以促使岩石发生破裂； 当孔隙压力大到几乎等于围压时，就使岩石产生了浮起效应，用这种效应能较好地解释巨大岩席的推覆和滑动的可能性。 *时间 1） 快速施力与缓慢施力对岩石变形的影响 快速施力： 脆性，强度较高。 缓慢施力： 塑性，强度下降。 应变速率 在极缓慢的应变速率下，岩石接近于完全塑性，不再增加应力而可以继续变形。 但这个应变速率也比代表性的地质应变速率要高的多。 2) 重复受力对岩石变形的影响： 作用：破裂时所需的应力值降低。 当施加应力次数增加时, 材料破裂时的应力值就降低; 当降至某一应力值时, 应力曲线便趋于水平, 该值代表了材料在重复受力情况下发生破裂的最低应力极限, 称为疲劳极限或耐力极限。 ?低于疲劳极限值，无论如何增加受力次数，均无法使岩石破裂。 3)蠕变与松弛对岩石变形的影响: (1) 蠕变: 是指在应力不增加的情况下, 随着时间的增长, 物体变形继续缓慢增加的现象。 2) 松弛: 是指当受力物体应变保持不变时, 随时间的增长, 应力逐渐减小的现象。 以上两种现象均与时间有关, 它们都反映了一条规律, 即长时间的缓慢变形会降低材料的弹性极限。 第一期：过渡蠕变，撤除应力，ε回零； 第二期：平稳蠕变，撤除应力，保留部分永久变形； 第三期：加速蠕变，直至破裂。 应力分析 变形分析 影响岩石力学性质与岩石变形的因素 第三章 地质构造分析的力学基础 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。 1）变形： 大变形： 1～3%的变形 小变形： 1～3%的变形 * 变形和应变 (1)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。 变形前 变形 变形后 直线 直线 平行直线 平行直线 平面 平面 平行平面 平行平面 ?其中任一个小单元体的应变性质（大小和方 向）就可代表整个物体的变形特征。 （2）非均匀变形: 岩石各点变形的方向、大小和性质发生变化的变形。 变形前 变形 变形后 直线 曲线 平行直线 非平行直线 平面 曲面 平行平面 非平行平面 (I)如果物体内从一点到另一点的应变状态是逐渐改变的，则称为连续变形； (II)如果是突然改变的，则应变是不连续的，称为不连续变形。例如物体的两部分之间发生了断裂。 连续变形和不连续变形: