构造地质学讲应力分析.pptVIP

第1页，共38页，星期日，2025年，2月5日构造地质学研究途径的两大进展 过去二十多年来，构造地质学的运动学分析和动力学分析沿着两个不同方向的研究取得了重要进展：连续介质力学方法在褶皱、有限应变理论、实验和几何分析中的应用；建立在冶金物理学基础上发展起来的岩石和矿物的流变学实验研究。第2页，共38页，星期日，2025年，2月5日连续介质是什么？连续介质是指整个介质的几何空间中充满着致密而无空隙的物质。这种介质内应力状态和应变状态从一点过渡到另一点时是连续变化的，也就是说随着坐标无限小变化时，应力和应变分量也相应地产生变化。因此，可以采用坐标的连续函数来表示其变化规律。简单地说，连续介质（continuousmedium或continuum）就是“理想介质质点”的连续集合体。第3页，共38页，星期日，2025年，2月5日连续介质力学在构造地质中的应用应用前提：通常把特定范围地质体的物质成分和性质变化看成是均匀的、连续的。应用范围:（1）可以近似地应用于不连续介质材料，例如，把大量变形量小的圆形标志物（如海百合茎、析离体、眼球状变斑晶体）当作椭圆状变形处理；（2）在数学上连续介质处理方法比不连续介质理论简单得多。自然界物质都是近似连续的，大多数变形都具有非常局部化特征（localization）。第4页，共38页，星期日，2025年，2月5日面力和体力 力是物体相互间的机械作用，它趋向于引起物体形态、大小或运动状态的改变。 力分为两大类：体力（bodyforce）－又称非接触力，它是弥漫在地壳物质的作用力，如重力、惯性力。面力（surfaceforce）－又称接触力，它是作用于介质表面并使介质相邻部分相互作用的力。第5页，共38页，星期日，2025年，2月5日外力和内力物质内部－研究对象本身的所含物质称为“内部”；物质外界－研究对象以外的物体称为“外界”；物质边界－研究对象本身与外界直接的接触面称为“边界”；边界条件－指外界给研究对象的边界施加的某些限制，如体力确定之后，面理的分布和物体的几何形态决定物体内的应力分布；外力－研究对象外的物体对被研究物体施加的作用力称为外力（如体力和面力）；内力－当物体受到外力作用（即受到载荷作用）时，引起物体内部质点相互作用力的改变，称为内力（力的改变量），又称（附加内力－由载荷作用引起岩石内部内力改变量）。第6页，共38页，星期日，2025年，2月5日应力地质体的平移、旋转和变形都是岩石对力和应力的响应。传统上定义力为一种改变或趋向于改变物体的静止状态或运动状态的作用。应力－－作用于单位面积上的内力（附加内力），或称为应力是内力在面积上分布集度（内力集度）。应力－－理解为一种趋向于使某一种物体发生变形的作用（JaegerandCook,1976）。在固体力学中，必须用面力的分布强度来描述这种作用的分布情况。第7页，共38页，星期日，2025年，2月5日第8页，共38页，星期日，2025年，2月5日截面上一点的应力a-c用截面法求内力示意图截面上一点的应力第9页，共38页，星期日，2025年，2月5日截面上一点的应力 为了研究截面某点（m点）附近的内力强度，可以围绕该点取一很小面积⊿F，设其面积上作用力为⊿P，则有： P为n截面上m点的应力，或称为全应力，σ为垂直于截面上的应力（正应力） τ为与截面相切（或平行）的应力（剪切应力）第10页，共38页，星期日，2025年，2月5日 通常规定，正应力为正，为压性；张应力为负，为张性（JaegerandCook,1976）。压应力能阻滞沿平面的滑动，张应力有助于岩石沿平面分离，剪应力能促使沿平面滑动。断裂作用往往沿着剪应力和平行最大正应力、正应力大小具有最佳比的平面上优先发生。第11页，共38页，星期日，2025年，2月5日应力的单位应力的国际单位为帕斯卡（Pascal），简称帕（Pa），即N/m2（或10达因/cm2）。Pascal是法国科学家，提出流体静力学原理。应力与压强单位相同。旧计算单位用巴（bar）和千巴（kb）1Pa＝10－5巴（bar）＝0.9869×10－5（大气压）1kb＝1000巴（bar） 新计量单位一律用帕斯卡Pa\MPa\GPa1kb＝100MPa1MPa＝10bar1GPa＝1000MPa＝10kb第12页，共38页，星期日，2025年，2月5日身体接触的橄榄球运动员的应力分析 甲的体重122kgσ＝P/S(cm2)应力的启示：应力的大小（σ）不仅取