岩石力学性质概要.pptVIP

第三节 岩石的能干性 能干性：用来描述岩石变形行为相对差异。 能干的：强的、粘度大的、不易流动的 不能干的：弱的、粘度小的、易流动的 岩石能干性 反映岩石变形程度的差异，近似可以用粘度的大小来说明。 岩石能干性差异估测： 前提：在相同的构造变形环境下： 1.有限应变状态的对比 2.劈理折射的对比 3.香肠构造的对比 4.褶皱形态的对比 5.流变计 强弱相间的岩层中,强硬层中的劈理和软弱层中的劈理以不同角度与层理相交，强硬层中为间隔劈理，与层理交角较大；软弱层中为连续劈理，与层理交角较小。 劈理折射 矩形石香肠 尖圆褶皱沿软硬岩层界面纵弯作用的不稳定性使强硬物质向软弱物质偏移，造成具较大波长的圆滑褶皱；而由软弱物质向强硬物质偏移形成较小波长的尖顶褶皱，楔入强硬岩石中。 尖-圆褶皱 第四节 岩石变形的微观机制 脆性变形机制 微破裂作用、碎裂作用、碎裂流 塑性变形机制 晶内滑动、位错滑动、位错蠕变… 一、微破裂作用、碎裂作用、碎裂流 1.微破裂：应力集中 因素： 不同热膨胀系数的矿物组成的岩石经历温度的变化； 变化过程中相邻颗粒点接触部位的相互楔入； 矿物包裹体或空隙尖端受应力作用； 颗粒内的位错和双晶运动不足以调节应变； …… 相对摩擦滑动和刚体转动 岩石碎块进一步破裂和细粒化 宏观破裂 微破裂 高度破碎的岩石碎块、粉晶集合体 微破裂作用、碎裂作用、碎裂流 2.碎裂作用： 岩石破裂成碎块 3.碎裂流： 差应力足够大，重复破碎 应力作用下 围压条件下 压力增大时 二、晶内滑动和位错滑动 晶内滑动：晶体沿某一滑移面的一定方向滑移。 滑移面：原子或离子的高密度面。 滑移方向：滑移面上原子或离子排列最密集的方向。 位错 三、位错蠕变 高温下，当T0.3Tm（Tm为熔融温度），位错从一个滑移面攀移到另一个滑移面。 动态重结晶作用：形成细小的新颗粒，即核幔构造 牛顿流体是指在受力后极易变形，且切应力与变形速率成正比的低粘性流体。 * * 应变速率降低，屈服应力显著降低 * 蠕变和松弛都降低了岩石的弹性极限，表现出了时间因素对岩石力学性质的影响 有限应变（Finitestrains）概念由无数个无限小应变叠加而达可测量程度的总应变。 * 石香肠构造又称布丁构造（boudinage），是不同力学性质互层的岩系受到垂直或近垂直岩层的挤压而形成。 黑色为白云岩中的硅质条带 * 晶界是结构相同而取向不同晶体之间的界面。在晶界面上，原子排列从一个取向过渡到另一个取向，故晶界处原子排列处于过渡状态。 晶粒与晶粒之间的接触界面叫做晶界。 表示原子在晶体中排列规律的空间格架叫做晶格,又称晶架。 * 压力影：岩石发生压扁作用时，因其中所含的强硬矿物、结核、碎屑或化石碎片等与岩石基质能干性存在明显差异，致使在顺其伸展方向两侧形成低应力区间，由同构造分泌的结晶纤维充填而形成“阴影” 岩石变形：缩短、伸长 晶格无变形，方位也不会改变 第五章 岩石力学性质 第一节 岩石力学性质的基本概念 第二节 影响岩石力学性质的因素 第三节 岩石的能干性 第四节 岩石变形的微观机制 第五节 岩石断裂准则 （一）弹性变形：外力解除后，岩石能恢复原有形状和大小的变形 （二）塑性变形：外力解除后，岩石不能恢复原有形状和大小的变形 （三）断裂变形：外力达到强度极限时，岩石失去完整形状，并产生破坏现象的变形。 ?? *强度极限——在外力作用下固体物质抵抗破坏的能力（抗破能力） （四）脆性变形：在破坏前不出现或很少出现塑性变形的变形。 （五）韧性变形：在破坏前出现了显著塑性变形的变形。 第一节 岩石力学性质的基本概念 三轴应力条件下的岩石力学实验 第一节 岩石力学性质的基本概念 三轴压力机 常规三轴实验 1. 岩石变形强度的图解表示法 应力－应变曲线 第一节 岩石力学性质的基本概念 2、岩石变形行为 弹性变形 塑性变形 破裂变形 流动变形 1）弹性变形：胡克定律 ? = Ee 其中：E为弹性模量或杨氏模量，e为应变量。变形特征：象弹簧一样发生变形。当应力消失后，材料完全复原到未变形状态。 ——胡克固体或线弹性体 2）塑性变形 ?y为屈服应力。 变形特征：产生永久变形，当应力消除后部分复原，大部分保留变形时的状态。 ?y 3）断裂变形 同一岩石的强度，在不同方式的力的作用下差别很大。 》 常温常压下岩石表现为脆性破裂 高温高压下岩石表现为韧性变形 4）流动变形 变形特征：象牛顿流体（蜂蜜体）一样发生流动变形，应力越大，流动越大；应力消除，流动停止，但不能复原到未变形时的状态。 牛顿粘性定律(线粘