南京大学：《构造地质学 Structural Geology》课程教学资源（课件讲稿）第三章 地质构造分析的力学基础 3.3 岩石变形行为

讨论题:应变 ●什么是线应变,剪应变?挤压/拉张力或剪切力 与线应变和剪应变是怎样联系的? ●应变椭球体中的主应变面(XY,YZ,XZ)面 与主应力有什么关系?* 递进变形的概念对构造分析有什么意义?* 在Flin图解中,三种形态的应变椭球体分别反 映岩石受到何种变形?其可能的受力方式是什 么?

讨论题：应变 z 什么是线应变，剪应变？挤压 /拉张力或剪切力 与线应变和剪应变是怎样联系的？ z 应变椭球体中的主应变面（XY ，YZ, XZ）面 与主应力有什么关系？ * z 递进变形的概念对构造分析有什么意义？ * z 在Flinn图解中，三种形态的应变椭球体分别反 映岩石受到何种变形？其可能的受力方式是什 么？

A 0 B

45

SPACE 地质构造分析的力学基础 3.1应力 3.2应变 33岩石变形行为

地质构造分析的力学基础 地质构造分析的力学基础 3.1 应力 3.2 应变 3.3 岩石变形行为

33岩石变形行为 般实验条件下岩石的变形行为 ●岩石的脆性破坏 ●影响岩石变形的因素 ●岩石的塑性变形机制

3.3 3.3 岩石变形行为 z 一般实验条件下岩石的变形行为 z 岩石的脆性破坏 z 影响岩石变形的因素 z 岩石的塑性变形机制

3.3.1 般实验条件下的岩石变形行为 轴压力机实 验温压可达到 1000MPb 800℃C 用流体压力模 拟围压

3.3.1 一般实验条件下的岩石变形行为 一般实验条件下的岩石变形行为 z 三轴压力机实 验温压可达到 1000MPb, 800℃ – 用流体压力模 拟围压

331般实验条件下的岩石变形行为 岩石变形阶段 ●弹性变形阶段 朝性区 弹性极限 坏 ●塑性变形阶段 强度(极限) 弹性区 ●断裂变形阶段 ●岩石抗压强度 〉>抗拉强度

3.3.1 3.3.1 一般实验条件下的岩石变形行为 一般实验条件下的岩石变形行为 岩石变形阶段 z 弹性变形阶段 – 弹性极限 z 塑性变形阶段 – 强度（极限） z 断裂变形阶段 z 岩石抗压强度 >>>抗拉强度

331般实验条件下的岩石变形行为 岩石变形阶段 ●材料性质 脆性材料:断裂发生前应变量<5% 韧性材料:断裂发生前应变量〉10% ●材料性质? 花岗岩 橡胶 一粉笔 馒头 沥青

3.3.1 3.3.1 一般实验条件下的岩石变形行为 一般实验条件下的岩石变形行为 岩石变形阶段 z 材料性质 脆性材料：断裂发生前应变量10％ z 材料性质？ – 花岗岩 – 橡胶 – 粉笔 – 馒头 – 沥青

3.3.2 岩石的脆性破坏 ●试验和自然界宏观破裂的主要形式 张裂—位移方向垂直于破裂面 剪裂——位移方向平行于破裂面

3.3.2 岩石的脆性破坏 岩石的脆性破坏 z 试验和自然界宏观破裂的主要形式 – 张裂——位移方向垂直于破裂面 – 剪裂——位移方向平行于破裂面

3.3.2.1 库仑剪破裂准则 ●问题的提出 max 若石实验中破裂面与应 力圆中最大剪应力作用 面不一致 自然界岩石实际共轭剪 裂面夹角也不是90° ●库仑准则的核心 剪破裂不仅与剪应力有 关,而且与正应力有关 ●经验公式

3.3.2.1 3.3.2.1 库仑剪破裂准则 库仑剪破裂准则 z 问题的提出 – 岩石实验中破裂面与应 力圆中最大剪应力作用 面不一致 – 自然界岩石实际共轭剪 裂面夹角也不是90° z 库仑准则的核心 – 剪破裂不仅与剪应力有 关，而且与正应力有关 z 经验公式 τmax