第五章岩石力学性.ppt

第五章岩石力学性
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一 变形与应变
1 变形：物体在应力作用下改变体积、形状或发生位移的现象。
2 应变：物体在应力作用下产生的变形量（体积、形状改变量或位移量）十页，本课件共有78页
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第二节 影响岩石力学性质的因素
各向异性
围压
温度
孔隙流体
时间
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地壳浅部，岩石呈脆性，多断裂少褶皱
地壳深部，岩石呈韧性，多发育褶皱和韧性剪切带
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温度影响岩石力学性质的内部原因
温度升高，物质内部质点 的振动频率加快，振幅加大，化学键力减弱，从而降低强度
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温度对应力-应变曲线的影响
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温度对花岗岩应力-应变曲线的影响
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温度对石英晶体应力-应变曲线的影响
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孔隙压力：孔隙中流体的压力pore pressure
如果不透水层阻挡含水层中的孔隙流体从岩层中自由流走，孔隙压力可以变得很大。
有效围压：Pe＝Pc（围压）－Pρ（孔隙压力）
孔隙压力增大，岩石的屈服强度降低。
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饱水岩石变形与深度的关系
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流体对岩石变形行
为的影响及其机制
1 溶解—迁移作用
2 水解弱化作用
3 通过流体压力使岩石强度发生变化
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重复施力，材料受力次数多，会出现疲劳，从而降低强度极限
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松弛
恒定变形情况下，岩石中的应力随时间延长不断减小
σ
t
A
B
C
松弛曲线：AB-快速松弛，BC-缓慢松弛
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第三节 岩石的能干性
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Competent 能干的 competence能干性
Incompetent不能干的
岩石的相对易流变性，与岩石变形时的粘度有关。强硬材料比软弱材料的刚性强，，粘度大，不易流动或容易破碎。
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第四节 岩石变形的微观机制
一 脆性变形机制：
微破裂——碎裂——碎裂流动
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二 韧性变形机制
1 晶内滑动 1）平移滑动 2）双晶滑动
2 位错蠕变
3 扩散蠕变
4 压溶作用
5 粒间滑动
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1 晶内滑动 1）平移滑动 2）双晶滑动
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2 位错蠕变
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第五十二页，本课件共有78页
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第五十四页，本课件共有78页
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亚晶粒
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3 扩散蠕变
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云母的变形和波状消光
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压溶作用：在挤压作用下，岩石在平行于压应力方向溶解，在垂直于应力方向上生长
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5 粒间滑动
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第四节 岩石断裂准则