构造地质学岩石力学性质.pptVIP

第31页，共46页，星期日，2025年，2月5日第32页，共46页，星期日，2025年，2月5日2.4流体作用?ef=?n－Pf=?gz(1－?)(10)其中：?=Pf/?gz称为流体因子，?ef是有效应力，?n为正应力，Pf是孔隙流体压力，?是岩石密度，g为重力加速度，z为埋藏深度。第33页，共46页，星期日，2025年，2月5日第1页，共46页，星期日，2025年，2月5日一、三轴应力条件下的岩石变形实验1.1岩石变形强度的几种图解表示法应力－应变图解?e第2页，共46页，星期日，2025年，2月5日应力－应变速率图解è?第3页，共46页，星期日，2025年，2月5日应力（应变）－时间图解?t(e)第4页，共46页，星期日，2025年，2月5日应力－深度图解?H第5页，共46页，星期日，2025年，2月5日1.2岩石的材料性质实验岩石学研究表明，岩石的材料性质主要有下列四种基本类型：弹性材料粘性材料（牛顿流体或线性粘性流体）塑性材料复合材料第6页，共46页，星期日，2025年，2月5日?eE1.2.1弹性材料

?=Ee或?=2??（1）

其中：E为扬氏模量，e为应变量，?为内摩擦系数，?为剪应变。

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。第7页，共46页，星期日，2025年，2月5日1.2.2粘性材料??=2??或?=2??（2）其中，?为粘性系数，?和?分别为线应变速率和剪应变速率。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。?2??第8页，共46页，星期日，2025年，2月5日1.2.3塑性材料??S?或????K或?y（3）其中，K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。?e第9页，共46页，星期日，2025年，2月5日1.2.4复合材料弹塑性体、弹粘性体、粘塑性体等?e?y第10页，共46页，星期日，2025年，2月5日1.3岩石变形行为弹性变形塑性变形破裂变形（脆性变形)第11页，共46页，星期日，2025年，2月5日?e岩石变形的一般化应力--应变关系?`y?y第12页，共46页，星期日，2025年，2月5日1.4影响岩石变形的因素☆物质组成☆结构构造☆温度☆压力☆应变速率☆流体☆时间第13页，共46页，星期日，2025年，2月5日温度增大温度，岩石的屈服极限降低，韧性增大第14页，共46页，星期日，2025年，2月5日压力第15页，共46页，星期日，2025年，2月5日应变速率第16页，共46页，星期日，2025年，2月5日

孔隙流体的存在，可以降低岩石强度，促进岩石塑性变形

孔隙流体压力的存在，促进岩石发生脆性破裂。

孔隙流体

第17页，共46页，星期日，2025年，2月5日时间降低应变速率，岩石的屈服极限降低，韧性增大第18页，共46页，星期日，2025年，2月5日时间－

应变速率降低应变速率，岩石的屈服极限降低，韧性增大第19页，共46页，星期日，2025年，2月5日蠕变和松弛蠕变和松弛在低于岩石弹性极限下导致岩石发生塑性变形，相当与降低岩石弹性极限，韧性增大——概念第20页，共46页，星期日，2025年，2月5日破裂变形实验岩石学研究表明：当所施加的应力强度等于或超过岩石抗张强度或抗剪强度极限时，岩石体就发生破裂变形。破裂方式：一组张性破裂面和两组剪性破裂面。剪裂角：剪裂面与最大主压应力轴之间的夹角。第21页，共46页，星期日，2025年，2月5日剪裂面与最大主压应力轴之间的关系第22页，共46页，星期日，2025年，2月5日岩石发生剪切破裂变形时的莫尔圆图解第23页，共46页，星期日，2025年，2月5日二、岩石破裂准则岩石发生破裂变形时所施加应力需满足的条件：2.1库仑－莫尔准则???0???n（4）?n?f（?n）（5）第24页，共46页，星期日，2025年，2月5日其中：?为剪应力，?0为岩石抗剪强度（内聚力），?为内摩擦系