岩石力学性质概述内容丰富

第五章(I)岩石的力学性质参考书目：朱志澄等《构造地质学》第五章FossenH.《StructuralGeology》,Chapters6Davisetal.,《StructuralGeologyofRocksandRegions》PartI,Chapters3,4,p.121-191与岩石力学性质有关的

一些基本概念岩石力学性质岩石力学性质是岩石受力作用之后的反映。岩石力学性质主要是指岩石变形特征及岩石的力学强度。岩石变形与岩石本身力学性质有密切关系。在受到外界应力作用时，固体材料的力学响应具有很大变化性。即使对某种特定的材料，它的力学响应也要取决于变形的物理和化学条件。根据材料的力学响应（应力与应变关系），岩石的力学性质主要划分为弹性（elastic）、粘性（viscous）、塑性（plastic）和脆性（brittle）。弹改性(e篇la肉st毙ic须)弹性景变形：指侵物体朽在外存力作刃用下赴变形素，当否外力打除去残后物餐体能明完全稍恢复扯原状给。具组有这帜种性教能的园物体旱称为腹弹性摧体，孕它的棵变形饼称为宴弹性踏变形凶。弹性哪分理亲想弹蠢性和馆非理粮想弹铜性。理枣想尘线零弹寇性抖体的变萍形是坚可逆毒过程菊，它尘的应帖力与良应变转之间所有一债个确闪定的蓝单值适关系铲，符搏合虎钱克定箱律：σ=绒Ee其当中E为杨寄氏弹崇性模钳量。非汗理联想仆弹饶性禾体的饥变丸形扑：省受盗力假不其立猫即泰产伴生略全通部动弹碧性慎变训形阵，疾而此是版随桶着晶时幅间障的忙延腾长念逐务渐饶增横大王弹厅性乳变头形页到列应嗽有磁的役值糕；摇当乏撤胃除别外爬力龙后清，话也罢不耕立值即泛恢库复粪原忠状陆，远而伐是灶随裙时或间杠延抛长秧逐里渐推恢证复子原惹状提。灯这言种凭现件象奖称浙为弹营性蹲后黎效睁（墨即唤滞姐弹矮性阀）辽。岩石盟的弹分性变占形通词常表德现为狼滞弹案性（a税n蒙e灵l剩a荒s洗t报i监c）宗。仙岩魔石猾的闷滞检弹电性提具河有演重染要握意云义江，炒上挨地两幔舰的绸地粗震内波否衰膜减惯就压被课认命为洞与捧岩鸟石息的外滞吓弹锄性放有煮关尾。弹特性邻变炸形线弹刷性理想冲弹性滞矛弹户性泊松守比（Po躲is畏so贼n’帐s但ra拳ti柔o）泊绢松节比俘（Po佳is谁so尽n’胶s末ra剖ti违o）体积者模量廊（bu训lk舍m坡od皇ul脑us）V特i勉s卷c敲o惯u仪s扶m骡a具t疼e公r浩i驴a介l兆s黏性扩材料窄（f聋l瞒u泉i鞋d奔s）符舌合凶上得述勿方恋程需的逢力去学在性贫质快的围材独料登也脱称添牛淹顿羽流肝体平（N矩e极w赴t泥o磁n再i母a饥n录f怠l授u刻i哑d）。是漠黏奔度室（砌单凭位Pa龙S）只有断流体般是真演正的洪黏性桃体。亭因此帐，地泪质黏驻性体丹只有渴岩浆将、岩稻盐和匙饱水瘦的泥衡是真器黏性富介质澡。但筐在实境际研步究中索，特钳别是心数学耀模拟赌过程筋中，徐慢速鉴变形胡地质茧体通红常也挡可以膛被当牌作黏甚性体巷处理泻。塑性次变形是指谣物体移在外厌力施毯加的馒同时沟产生女变形碑，但社在外顿力解助除之筑后，约变形骨永远帜不会毯自动桨恢复辨的这盲种性梁能，衡具有演这种茄性能膊的物尤体称葛为塑谢性体夺，它傻的变系形称丧为塑宜性变眉形。在应舟力裂不押超节过挖某恨一戚临拌界趋值σy的条星件下繁，理腊想杆塑骗性龟材迟料可模以宅持寻续烈永猎久夹变伤形束，大在雁这喝一擦临盈界佛值搏之锦下济，烫材庭料阴不酸发费生造永醉久扔变驾形篮。塑义性垫（Pl伶as笼ti测c）塑紧性匆变竞形随着倘变形宝继续最，应读力－某应变森曲线昌斜率勤变小压，这俗时如钢果撤孔除应衡力，触曲线呆并不私回到松原点蹈，而咐与e轴贸交灯于e1，说压明试芽样由婚于超颈出其您弹性宏极限蠢而发起生了算永久绝变形混。这马个极们限点见的应圈力叫谨屈服惩应力σy（yi坏el商d半st喝re茅ss）怨。e1塑佣性凝变邀形避的信幂敏律察本谈构找方届程应变硬化应变软化（Steady-state）稳态变形忆=灭A羊d-mCrne友x病p–[诊(蛇E责+乎P•傲V)/梳R凑T]W战h僚e屯r条eis愿t材he卫s置tr擦ai赛n姓ra煮te分,Ais趋t问he稿p献re忧-e哥xp翠on仗en谣ti探al谁f肺ac组to碑r塘re组la蚕te仆d豪wi梢th烟m放at欧er溉ia躬l,di糖s痰t举h洽e醉g霜r绸a阴i壤n狠s遥i找z帜e票,mis狼t线he要g催ra沸in匪s龙iz画e座ex馆po始ne尚nt孩,Ci漏s首t雄h炉e饶w刷a务t亲e欧r腐c聪o终n甜t亩e哀n星t栋,ris祝t捎he绩w傍at踏er额f样ug将ac追it梨y即ex冒po退ne暗nt惰,i蛙s颈t冻h辰e波s妹t层e孕a掩d迷y负-忙s燃t著a拔t侨e白f祸l挺o怀w贴s涛t店r真e屈s傲s海,nis挪t话he栏s扔tr浇es视s虾ex谣po份ne牲nt榜r圣el废at跌ed港w坦it拣h阀de勤fo急rm慢at嚷io援n智me只ch亿an测is红m,Ei肯s辩t涝h俊e剥a锯c嗽t翅i瓣v锡a归t冶i短o购n私e膝n雨e竭r盒g魄y得,Pis春t受he挨p球re树ss飘ur筝e,激Vis拨t拘he伤a阔ct锋iv残at纱io企n择vo践lu地me著,Ri途s复t饶h圆e长g着a拼s节c繁o忌n藏s劲t伞a丘n挠t踩,Tis古t箱he渐a押bs债ol棒ut急e泥te猎mp悔er谢at锣ur声e...变毯形挡性妙质捧的偏基殊本锈类切型Xe组合层变形植性质弹塑泰性变冈形—指兵有蜡些挂物坟体勺同说时叛具恭有钥弹突性难和锦塑麻性嫩的食性唉能舰。终在嫂弹槽塑己性榆变悔形吊中彩，咸有帝一所部颜分邪是酒弹业性闪，纽奉其盐余非为您塑扭性剩变雨形仁。既练具够有位弹表性触，佩又防能招发觉生溜粘戴性熊流理动裙的倘材难料最，刘称获为北粘艇弹沃性荡，俩它舒所唤表例现杨的洋力痛学煮性偿质孙，轧称药为陶粘呼弹迅性井。浮如考蛋动清残就至是可一伯种想粘底弹侮性验体赞。岩石僻在长事期力魄作用陡下是区一种杠同时豪具有蓝弹性农和塑冤性的烫物质赏，这叮种弹屋性和盒塑性滤是指驾在弹迎性范遗围内迫显现去的弹妙性和臭塑性斗；当咬岩层额具有羊高度俩塑性虾时还佛能发闹生半熊粘性利流动瞧。岩钢石妈也马是从一次种蓝粘大弹子性贵体柴，平它猎不搜像洲蛋粮清奶这捕样跪明踢显怨，微这感主师要蝇是焰它简的舟流轰动霸需言要冒在妈长叫时争间村载能荷匀下门表雾现耽出所来摧。紫对幼于皆固岭体妻或竭流极体邪而叮言嚷，支温家度柴越俯高予，乐粘找度穷越械低烫，卫反观映地易睡流料动紧性妖越抖大幻玉。岩兽石样具顷有意非重常脚缓歉慢泊的潮流提动骆性年。粘度极是衡画量地韵球动堆力学毅的一佣个重去要参宵数。近脸代兆，扇人纯们受把充物轧体稻所旧有稠这如些伞力拉学链性脚质微概麦括混为陡物终质步的雄流诱变离性脑（rh精eo倍lo不gi预ca貌l辣pr荒op材er姨ti饱es）纪，胆并况形渗成冲一信门至新腊兴娇学陈科哄－迫流预变贫学虚（rh参eo色lo咬gy）流敬变析学素是私研捧究漆固严体钱物辞质鼓流须动越的蛛科悄学迎。级因别此季，乘从腿近啊代伟地缝球屋科斧学拍观饺念袭来蹦看机，啄地牌球闭物舍质撕具甩有缺流芳变爽性醋。碗把乐研肢究注地悟球垄物佩质兔流熔动元性良质版和举规洋律腾的舱科限学也，暖称呢为陕“逆地秘球弹流吗变接学索（R顽h恋e郊o夺l讨o殃g添y临o饼f蝇E劳a热r渡t眯h荐M耕a傲t开e泛r吵i姑a监l侍s）薯”华。脆鬼性：凡脆设性岸材虽料触在政弹篇性摄范售围仿内况或酱弹粥性主变茫形菊后万立缴即服破摔裂和，鬼即目在争破累裂肝前纪没福有类或良有柏极代小姿的铺塑茫性敬变蛙形疗，报材炮料改的裂这校种翅性畏质后称视为填脆丹性捷。脆峰性逐破舱裂：脆双性材扰料的该破裂眯称为巾脆性应破裂均。脆叉性些破仍裂朽方弟式：张例破裂贸和剪碑破裂普。当德应朱力豪超松过件一取定死值屋时袋，汤岩冲石庭就畜会讯以穿某洪种锤方缸式风而炮破亮环夫，文发筛生断裂鉴变形。这川时的根应力躲值称扛为岩口石冰的李极做限伪强姿度或强度。岩石抗压强度(MPa)抗张强度(MPa)抗剪强度(MPa)花岗岩148(37－379)3－515－30大理岩102(31－262)3－910－30石灰岩96(6－360)3－612－20砂岩74(11－252)1－35－15玄武岩275(200－350)10页岩20－802岩吧石弊的尚抗枪压状强军度>抗剪妄强度>抗张团强度常款温沈常趁压萍下调一赢些划岩震石胆的毅强少度粒极吊限岩石辅力学辣性质冠的研海究方芳法岩趟石浇力停学北性届质漏研醋究敢的享途胁径（1）观察由天然润岩石拳的力足学现且象（谊天然例露头赤等）丽；（2）实敢验绳室蹈内忠对秒岩聪石知进草行讨变赌形犯实摊验煌；（3）棕在谷野苗外苍对眼岩熊体惠进饱行校实贤地祸试白验扰；（4）它理风论驼分湿析再和炸数与值祖模姿拟编。有耐关夺室砌内童的凳高闸温斥高膛压焦实况验蛮基辫本拨常腹识休还窜有己专攀门俯讲君解互和虫实践验难室霸参河观姑。为扎什索么寄要小研硬究滑岩挠石筹的斑力窗学译性释质荒？韧性扫变形脆性类变形天怨然淹岩芳石饥变允形岩怨石旅的眯能帖干牛性岩石退能干铃性是摘指不侄同岩辱石在附相同术变形樱环境序中变矮形行歉为的秤相对畜差异佣。研犹究台途巴径颜：有魔限徒应昼变厨的扑对害比钟；劈理汪折射谢程度躁的比柔较；香捏肠裁构富造婚对斧比霜；褶宇皱林形利态瓣的杜对腾比舅。0化.赵1迷M牲P予a高温网流变用仪样品帜装置另示意驱图实由验锣室佳岩丸石西变诱形惯实替验σ1σ2=σ3=围压σ1=σ2=围型压σ1σ3σ3差（爷异）管应力恼（di佩ff茄er掌en钥ti弃al姓s淋tr已es台s）σ=σ1-σ3塑性念变形残材料蛙的典辫型应辟变－似时间滤曲线韧寇性佣和籍塑抽性都区候别韧燥性危（洪延剑性渴）是叠用谦来拨描休述陪允设许刑大构应浅变趟，典以录宏懒观猎均灵质粘变液形暑为宰特骑征们，点而等不望管冻所袄包喝括坝的成微齿观志变仓形巡寿机性制金如充何蠢的废流准变摸性睡质温。塑胜性是一跃种永叨久变遗形，托它涉股及晶内族的位僚错运设动的沿微观瞧机制固，可词能还遇包括泼扩散。岩穗石含变悉形仇机拾制诸通谦常智有治以沈下兔四肉种尺：（1）碎睁裂机班制（c登a宁t曾a惰c毅l睛a陡s岛i扣s）；（2）似晶较内效塑旅性网（in蔽tr宝ac晒ry碍st坛al括li任ne碧p乎la何st镜ic泽it遮y）（3）扩惨散蠕秩变（f膛l正o牺w留b码y哗d拳i嘉f阅f市u众s供i谦v坡e峰m葵a侦s猫s夜t爪r誉a叮n宴s弱f怨e籍r）（4）颗绘粒边今界滑僻移（g轿r记a翻i庙n柳b疑o蒸u栗n玻d嫌a喜r哀y迎s影l锡i寒d物i熊n雪g）脆多－崭韧添性博转碑化课－午从炭宏鼻观特上吸描售述脆昂－辆塑词性防转卡化匀－棚从迫微挖观歪机忆制宿上固描芒述脆达－升塑蔽性哨转荷换振域缘瑞是朗一处个昏十除分竞重智要蝇的赏问晶题婶，烤地伯球慨上陈大妖部文分蓝地涂震杂都吨发佩生钞在尸脆枣－爪塑爽性锋转报换丸域苹的今深胃度炮。(s1–s3)De迷pt译h艇(k最m)摩擦药定律:t=盏c劳+m番sn*(li破ne登ar袄w梨it梦h吗de刘pt锯h)塑性:完(n裙o待n情-矛l捆i追n遮e他a质r漂w植i返t展h阁d输e肉p诉t羽h涉&及t斤e责m盟p苍e校r业a糖t楼u枣r鼓e)d散e灾/著d尺t肆=苏CDsne-恭[粥E累/咸R寒T捉]L搬o兴g秘(Ds)锯=填(1言/n故)[显lo龙g(希de觉/d风t)尖–衡l缓og半(c扩)绿+畏E/浴(R另T)得]世课界州上撞一尼些负地至区伞地脂震笨震眠源恶深蓬度昏分狠布川柱事状蒙图（据M誓a廊g采g凡i位e显t戏a痰l肌.淡,肺2渣0妈0练0铁a）影响械岩石聋力学露性质贷的因聪素应力忍→应还变→象岩石摸力学活性质唤→拆影响困因素应亡力屡和疲应凳变萍是略岩呜石蜘或足地晒块岔在膝外屡界鸦力腿影脆响柴下佳的烤重毅要灿响手应横。扑应狱力滩是念物纳理春方查面喘的狼反瓶映短之施一屠，捷应陆变灵是垦几昌何象学侦方组面责的扫反昂映醒之挡一敬；岩石巡寿力学纽奉性质凭－是番指在分应力县和应蔽变作卡用下滑，岩贝石出机现塑箭性变暂形或螺脆性刻变形饭（破愧裂）限的条艳件；岩石茎力学脏性质瓦是约警束岩燃石变修形和糕构造妨几何鼠特征极的重钞要条惭件。咸例如已同样派的压蚀应力尸作用培在不疤同岩吗层上斑，力吐学表似象不棚同：在男柔挎性径岩好层泽中拼→醒褶辆皱它构饲造在相夜对硬雁岩层取中→眼断裂沃构造在软级硬相语间岩莲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