岩石力学基本性质.ppt

从数学上可以证明和推导出，由单位圆球变成的应变椭球有三个互相垂直的主轴，沿主轴方向只有线应变而没有剪应变。这三个主轴分别以X、Y、Z或A、B、C表示，并分别代表应变椭球体的最大、中间和最小应变主轴。包含应变椭球体的任意两个应变主轴的平面称为应变主平面。分别以XY、XZ、YZ或AB、AC、BC三个平面表示。第62页,共68页，2024年2月25日，星期天第63页,共68页，2024年2月25日，星期天第64页,共68页，2024年2月25日，星期天6.旋转变形和非旋转变形6.1旋转变形变形过程中平行于应变椭球体主应变轴方向的物质线方位发生了改变的变形（应变），称为旋转变形。简单剪切变形（一种体变为零的平面应变）就是其典型的代表。第65页,共68页，2024年2月25日，星期天简单剪切变形第66页,共68页，2024年2月25日，星期天6.2非旋转变形

变形过程中平行于应变椭球体主应变轴方向的物质线方位始终保持不变的变形（应变），称为非旋转变形。纯剪变形（一种体变为零的平面应变）就是其典型的代表。

第67页,共68页，2024年2月25日，星期天*感谢大家观看第68页,共68页，2024年2月25日，星期天**第30页,共68页，2024年2月25日，星期天且约定：?1＞?2＞?3，其中：?1、?2、?3分别代表最大、中间和最小主应力。应力椭球第31页,共68页，2024年2月25日，星期天当?1、?2、?3中有两个主应力为零，而另一个不为零时，称为单轴应力状态；

当?1、?2、?3中有两个主应力不为零，而另一个为零时，称为双轴应力状态；

当?1、?2、?3中三个主应力均不为零时，称为三轴应力状态。特殊地，当?1=?2=?3时，称为均压状态。

而?1－?3=??，称为差异应力，它是引起物体发生形变的力。第32页,共68页，2024年2月25日，星期天主方向

主应力作用的方向

主平面

三个分别包含其中两个主应力的正交截面。第33页,共68页，2024年2月25日，星期天主方向(A)主平面(B)第34页,共68页，2024年2月25日，星期天应力莫尔圆第35页,共68页，2024年2月25日，星期天（1）当?=0?时，??=?1，??=0；（2）当?=90?时，??=?2，??=0；（3）当?=45?或135?时，??=最大值，为(?1-?2)/2；（4）当?1=?2，?=0时，为均压无剪应力；在三维状态中，当?1=?2=?3时，为静水压力。应力莫尔圆的物理意义是：第36页,共68页，2024年2月25日，星期天应力场及其表示方法应力场－某个地质体（物体）内部各点的瞬时应力状态在三维空间上的组成的总体，称为应力场。第37页,共68页，2024年2月25日，星期天应力场的表示方法：

一般地，用地质体（物体）内各点的主应力?1、?2、?3，或最大或最小剪应力?的大小和方位来表示其应力场的状态和特征。第38页,共68页，2024年2月25日，星期天依次沿相邻的各点的主应力或剪应力方向连接得到的轨迹线称为应力轨迹线，由它们绘制而成的应力轨迹图能够客观地形象地定性表示某个地质体（物体）内的应力分布状态；而主应力或剪应力的应力等值线图能定量地表示某个地质体（物体）内各点的应力分布及其变化特点。因此，这两种图件是常用的有效的应力状态表示方法之一。第39页,共68页，2024年2月25日，星期天第40页,共68页，2024年2月25日，星期天应力场的扰动－均匀应力场－非均匀应力场由于岩块或地块内部的局部不均匀性和不连续性等，可造成应力场的局部变化．即称为应力场的扰动．第41页,共68页，2024年2月25日，星期天变形岩石的应变分析基础第42页,共68页，2024年2月25日，星期天一、变形和位移1，变形处于地壳和岩石圈中的任何地质体，受到力作用而会发生变形。变形—是指地质体（物体）初始形状、方位或位置发生了改变。第43页,共68页，2024年2月25日，星期天2，位移

位移是指地质体（物体）及其内部各质点初始位置的改变，是通过物体内各质点的初始位置和终止位置的变化来表达的。

质点的初始位置和终