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地质构造力学分析.ppt

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文档介绍:地质构造力学分析

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任务1 应力及应力分析
任务2 变形与应变分析
任务3 岩石力学性质及其影响因素分析
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地应力是指在自然状态下组成地壳的岩层、岩体内部分布的应力。
在地质历史时期中曾经存在于地层岩石内的地应力,称为古地应力,
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现代地应力则可以用仪器直接测定,如在地震地质、矿山开采、工程地质等方面经常采用仪器直接测定。
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5.2 构造应力场
地壳中受力岩层或岩体中,由某一瞬时应力状态组成的有规律地分布和变化空间,称为构造应力场。
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任务2 变形与应变分析
1. 变形
1.1 变形的概念
当物体受到外力作用时,组成物体各个质点间的相对位置就会发生变化,这种变化称为变形。
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当物体受到外力作用后,表现为物体形状的变化时,称为形变。
当物体受到外力作用后,表现为物体体积的变化时,称为体变。
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1.2 岩石变形的基本方式
(1)拉伸变形:
(2)压缩变形:
(3)剪切变形:
(4)弯曲变形:
(5)扭转变形:
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图2-11 岩石变形的基本形式
(a)拉伸;(b)压缩;(c)剪切;(d)弯曲(上图为横弯曲,下图为纵弯曲);(e)扭转
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可归纳为两大类:均匀变形和非均匀变形
均匀变形指变形物体内各部分变形性质、方向和大小都相同的变形。
非均匀变形指变形物体内各部分变形性质、方向和大小均不相同的变形。
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2. 应变
应变是变形量大小的量度,用来度量变形物体的体积或形状的改变量。
2.1 线应变
物体变形前后的相对伸长或缩短称为线应变。
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纵向线应变为:
横向线变形为:
图2-12 单向拉伸变形


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在弹性变形范围内,一种材料的横向线应变与纵向线应变之比的绝对值为一个常数,这个常数(µ)称为泊松比,即:

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2.2 剪切应变
物体在剪切力的作用下发生变形,变形后的任一截面相对其原来的位置发生了一定角度的旋转,这种应变称为剪切应变(也叫角应变)。
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图2-13 剪切变形

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2.3 体应变
体应变是体积变化量(V-V0)与原体积V0之比,也称膨胀度,即:

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3. 岩石的变形阶段
随着外力的增加,岩石的变形要经历弹性变形、塑性变形和断裂变形三个阶段。这三个变形阶段既是相互联系的,又是相互过渡、依次发生的。
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图2-14 塑性材料拉伸时的应力应变曲线图
σa-比例极限;σb-弹性极限;σc-屈服极限;σd-强度极限;
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3.1 弹性变形
当物体在外力作用下发生变形,取消外力后能完全恢复到变形前状态的变形,称为弹性变形。弹性变形的主要特点是符合虎克定律。
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3.2 塑性变形
在应力超过岩石的弹性极限时,即使卸去外力,变形也不能完全消失,而会出现剩余变形。这种变形称为塑性变形。
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3.3 断裂变形
当应力达到或超过岩石的强度极限时,岩石内部的结合力就遭到了破坏,岩石将产生断裂变形。这时岩石就失去了连续完整性,产生断裂面。
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上传人:卓小妹 8/5/2022 文件大小:3.54 MB

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