巖石力學(xué)性質(zhì)概述內(nèi)容豐富

第五章(I)巖石的力學(xué)性質(zhì)參考書目：朱志澄等《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》第五章FossenH.《StructuralGeology》,Chapters6Davisetal.,《StructuralGeologyofRocksandRegions》PartI,Chapters3,4,p.121-191與巖石力學(xué)性質(zhì)有關(guān)的

一些基本概念巖石力學(xué)性質(zhì)巖石力學(xué)性質(zhì)是巖石受力作用之后的反映。巖石力學(xué)性質(zhì)主要是指巖石變形特征及巖石的力學(xué)強(qiáng)度。巖石變形與巖石本身力學(xué)性質(zhì)有密切關(guān)系。在受到外界應(yīng)力作用時，固體材料的力學(xué)響應(yīng)具有很大變化性。即使對某種特定的材料，它的力學(xué)響應(yīng)也要取決于變形的物理和化學(xué)條件。根據(jù)材料的力學(xué)響應(yīng)（應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系），巖石的力學(xué)性質(zhì)主要劃分為彈性（elastic）、粘性（viscous）、塑性（plastic）和脆性（brittle）。彈改性(e篇la肉st斃ic須)彈性景變形：指侵物體朽在外存力作刃用下赴變形素，當(dāng)否外力打除去殘后物餐體能明完全稍恢復(fù)扯原狀給。具組有這幟種性教能的園物體旱稱為腹彈性摧體，孕它的棵變形餅稱為宴彈性踏變形兇。彈性哪分理親想彈蠢性和館非理糧想彈銅性。理棗想塵線零彈寇性抖體的變萍形是堅可逆毒過程菊，它塵的應(yīng)帖力與良應(yīng)變轉(zhuǎn)之間所有一債個確閃定的藍(lán)單值適關(guān)系鏟，符搏合虎錢克定箱律：σ=絨Ee其當(dāng)中E為楊寄氏彈崇性模鉗量。非汗理聯(lián)想仆彈饒性禾體的饑變丸形撲：省受盜力假不其立貓即泰產(chǎn)伴生略全通部動彈碧性慎變訓(xùn)形陣，疾而此是版隨桶著晶時幅間障的忙延騰長念逐務(wù)漸饒增橫大王彈廳性乳變頭形頁到列應(yīng)嗽有磁的役值糕；搖當(dāng)乏撤胃除別外爬力龍后清，話也罷不耕立值即泛恢庫復(fù)糞原忠狀陸，遠(yuǎn)而伐是灶隨裙時或間杠延拋長秧逐里漸推恢證復(fù)子原惹狀提。燈這言種憑現(xiàn)件象獎稱浙為彈營性蹲后黎效睜（墨即喚滯姐彈矮性閥）遼。巖石盟的彈分性變占形通詞常表德現(xiàn)為狼滯彈案性（a稅n蒙e靈l剩a荒s洗t報i監(jiān)c）宗。仙巖魔石猾的悶滯檢彈電性提具河有演重染要握意云義江，炒上挨地兩幔艦的綢地粗震內(nèi)波否衰膜減慣就壓被課認(rèn)命為洞與捧巖鳥石息的外滯嚇彈鋤性放有煮關(guān)尾。彈特性鄰變炸形線彈刷性理想沖彈性滯矛彈戶性泊松守比（Po躲is畏so賊n’帳s但ra拳ti柔o）泊絹松節(jié)比俘（Po佳is誰so盡n’膠s末ra剖ti違o）體積者模量廊（bu訓(xùn)lk舍m坡od皇ul腦us）V特i勉s卷c敲o慣u儀s扶m騾a具t疼e公r浩i驢a介l兆s黏性擴(kuò)材料窄（f聾l瞞u泉i鞋d奔s）符舌合兇上得述勿方戀程需的逢力去學(xué)在性貧質(zhì)快的圍材獨料登也脫稱添牛淹頓羽流肝體平（N矩e極w赴t泥o磁n再i母a饑n錄f怠l授u刻i啞d）。是漠黏奔度室（砌單憑位Pa龍S）只有斷流體般是真演正的洪黏性桃體。亭因此帳，地淚質(zhì)黏駐性體丹只有渴巖漿將、巖稻鹽和匙飽水瘦的泥衡是真器黏性富介質(zhì)澡。但筐在實境際研步究中索，特鉗別是心數(shù)學(xué)耀模擬賭過程筋中，徐慢速鑒變形胡地質(zhì)繭體通紅常也擋可以膛被當(dāng)牌作黏甚性體巷處理瀉。塑性次變形是指謠物體移在外厭力施毯加的饅同時溝產(chǎn)生女變形碑，但社在外頓力解助除之筑后，約變形骨永遠(yuǎn)幟不會毯自動槳恢復(fù)辨的這盲種性梁能，衡具有演這種茄性能膊的物尤體稱葛為塑謝性體奪，它傻的變系形稱喪為塑宜性變眉形。在應(yīng)舟力裂不押超節(jié)過挖某恨一戚臨拌界趨值σy的條星件下繁，理臘想桿塑騙性龜材遲料可模以宅持尋續(xù)烈永獵久夾變傷形束，大在雁這喝一擦臨盈界佛值搏之錦下濟(jì)，燙材庭料陰不酸發(fā)費生造永醉久扔變駕形籃。塑義性墊（Pl伶as籠ti測c）塑緊性匆變競形隨著倘變形寶繼續(xù)最，應(yīng)讀力－某應(yīng)變森曲線昌斜率勤變小壓，這俗時如鋼果撤孔除應(yīng)衡力，觸曲線呆并不私回到松原點蹈，而咐與e軸貿(mào)交燈于e1，說壓明試芽樣由婚于超頸出其您彈性宏極限蠢而發(fā)起生了算永久絕變形混。這馬個極們限點見的應(yīng)圈力叫謹(jǐn)屈服懲應(yīng)力σy（yi壞el商d半st喝re茅ss）怨。e1塑傭性凝變邀形避的信冪敏律察本談構(gòu)找方屆程應(yīng)變硬化應(yīng)變軟化（Steady-state）穩(wěn)態(tài)變形憶=滅A羊d-mCrne友x病p–[診(蛇E責(zé)+乎P?傲V)/梳R湊T]W戰(zhàn)h僚e屯r條eis愿t材he衛(wèi)s置tr擦ai賽n姓ra煮te分,Ais趨t問he稿p獻(xiàn)re憂-e哥xp翠on仗en謠ti探al誰f肺ac組to碑r塘re組la蠶te仆d豪wi梢th煙m放at歐er溉ia躬l,di糖s痰t舉h洽e醉g霜r綢a陰i壤n狠s遙i找z幟e票,mis狼t線he要g催ra沸in匪s龍iz畫e座ex館po始ne尚nt孩,Ci漏s首t雄h爐e饒w刷a務(wù)t親e歐r腐c聰o終n甜t畝e哀n星t棟,ris祝t捎he績w傍at踏er額f樣ug將ac追it梨y即ex冒po退ne暗nt惰,i蛙s頸t凍h辰e波s妹t層e孕a掩d迷y負(fù)-忙s燃t著a拔t僑e白f禍l挺o懷w貼s濤t店r真e屈s傲s海,nis挪t話he欄s扔tr澆es視s蝦ex謠po份ne牲nt榜r圣el廢at跌ed港w坦it揀h閥de勤fo急rm慢at嚷io援n智me只ch億an測is紅m,Ei肯s辯t澇h俊e剝a鋸c嗽t翅i瓣v錫a歸t冶i短o購n私e膝n雨e竭r盒g(shù)魄y得,Pis春t受he挨p球re樹ss飄ur箏e,激Vis撥t拘he傷a闊ct鋒iv殘at紗io企n擇vo踐lu地me著,Ri途s復(fù)t饒h圓e長g著a拼s節(jié)c繁o忌n藏s勁t傘a丘n撓t踩,Tis古t箱he漸a押bs債ol棒ut急e泥te獵mp悔er謝at鑼ur聲e...變毯形擋性妙質(zhì)捧的偏基殊本銹類切型Xe組合層變形植性質(zhì)彈塑泰性變岡形—指兵有蠟些掛物墳體勺同說時叛具恭有鑰彈突性難和錦塑麻性嫩的食性唉能艦。終在嫂彈槽塑己性榆變悔形吊中彩，咸有帝一所部顏分邪是酒彈業(yè)性閃，紐奉其鹽余非為您塑扭性剩變雨形仁。既練具夠有位彈表性觸，佩又防能招發(fā)覺生溜粘戴性熊流理動裙的倘材難料最，劉稱獲為北粘艇彈沃性蕩，倆它舒所喚表例現(xiàn)楊的洋力痛學(xué)煮性償質(zhì)孫，軋稱藥為陶粘呼彈迅性井。浮如考蛋動清殘就至是可一伯種想粘底彈侮性驗體贊。巖石僻在長事期力魄作用陡下是區(qū)一種杠同時豪具有藍(lán)彈性農(nóng)和塑冤性的燙物質(zhì)賞，這叮種彈屋性和盒塑性濾是指駕在彈迎性范遺圍內(nèi)迫顯現(xiàn)去的彈妙性和臭塑性斗；當(dāng)咬巖層額具有羊高度倆塑性蝦時還佛能發(fā)鬧生半熊粘性利流動瞧。巖鋼石媽也馬是從一次種藍(lán)粘大彈子性貴體柴，平它獵不搜像洲蛋糧清奶這捕樣跪明踢顯怨，微這感主師要蠅是焰它簡的舟流轟動霸需言要冒在媽長叫時爭間村載能荷勻下門表霧現(xiàn)耽出所來摧。紫對幼于皆固嶺體妻或竭流極體邪而叮言嚷，支溫家度柴越俯高予，樂粘找度窮越械低燙，衛(wèi)反觀映地易睡流料動緊性妖越抖大幻玉。巖獸石樣具頃有意非重常腳緩歉慢泊的潮流提動駱性年。粘度極是衡畫量地韻球動堆力學(xué)毅的一傭個重去要參宵數(shù)。近臉代兆，扇人純們受把充物軋體稻所舊有稠這如些傘力拉學(xué)鏈性腳質(zhì)微概麥括混為陡物終質(zhì)步的雄流誘變離性腦（rh精eo倍lo不gi預(yù)ca貌l辣pr荒op材er姨ti飽es）紀(jì)，膽并況形滲成沖一信門至新臘興嬌學(xué)陳科哄－迫流預(yù)變貧學(xué)虛（rh參eo色lo咬gy）流敬變析學(xué)素是私研捧究漆固嚴(yán)體錢物辭質(zhì)鼓流須動越的蛛科悄學(xué)迎。級因別此季，乘從腿近啊代偉地縫球屋科斧學(xué)拍觀餃念襲來蹦看機(jī)，啄地牌球閉物舍質(zhì)撕具甩有缺流芳變爽性醋。碗把樂研肢究注地悟球壟物佩質(zhì)兔流熔動元性良質(zhì)版和舉規(guī)洋律騰的艙科限學(xué)也，暖稱呢為陜“逆地秘球彈流嗎變接學(xué)索（R頑h戀e郊o(jì)奪l討o殃g添y臨o餅f蠅E勞a熱r渡t瞇h薦M耕a傲t開e泛r吵i姑a監(jiān)l侍s）薯”華。脆鬼性：凡脆設(shè)性岸材雖料觸在政彈篇性攝范售圍仿內(nèi)況或醬彈粥性主變茫形菊后萬立繳即服破摔裂和，鬼即目在爭破累裂肝前紀(jì)沒福有類或良有柏極代小姿的鋪塑茫性敬變蛙形療，報材炮料改的裂這校種翅性畏質(zhì)后稱視為填脆丹性捷。脆峰性逐破艙裂：脆雙性材擾料的該破裂瞇稱為巾脆性應(yīng)破裂均。脆叉性些破仍裂朽方弟式：張例破裂貿(mào)和剪碑破裂普。當(dāng)?shù)聭?yīng)朱力豪超松過件一取定死值屋時袋，湯巖沖石庭就畜會訊以穿某洪種錘方缸式風(fēng)而炮破亮環(huán)夫，文發(fā)篩生斷裂鑒變形。這川時的根應(yīng)力躲值稱扛為巖口石冰的李極做限偽強(qiáng)姿度或強(qiáng)度。巖石抗壓強(qiáng)度(MPa)抗張強(qiáng)度(MPa)抗剪強(qiáng)度(MPa)花崗巖148(37－379)3－515－30大理巖102(31－262)3－910－30石灰?guī)r96(6－360)3－612－20砂巖74(11－252)1－35－15玄武巖275(200－350)10頁巖20－802巖吧石弊的尚抗槍壓狀強(qiáng)軍度>抗剪妄強(qiáng)度>抗張團(tuán)強(qiáng)度?？顪厣虺３脡浩枷抡{(diào)一贏些劃巖震石膽的毅強(qiáng)少度粒極吊限巖石輔力學(xué)辣性質(zhì)冠的研海究方芳法巖趟石澆力停學(xué)北性屆質(zhì)漏研醋究敢的享途脅徑（1）觀察由天然潤巖石拳的力足學(xué)現(xiàn)且象（誼天然例露頭赤等）麗；（2）實敢驗繩室蹈內(nèi)忠對秒巖聰石知進(jìn)草行討變賭形犯實攤驗煌；（3）棕在谷野苗外蒼對眼巖熊體惠進(jìn)飽行校實賢地禍試白驗擾；（4）它理風(fēng)論駝分濕析再和炸數(shù)與值祖模姿擬編。有耐關(guān)奪室砌內(nèi)童的凳高閘溫斥高膛壓焦實況驗蠻基辮本撥常腹識休還竄有己專攀門俯講君解互和蟲實踐驗難室霸參河觀姑。為扎什索么寄要小研硬究滑巖撓石籌的斑力窗學(xué)譯性釋質(zhì)荒？韌性掃變形脆性類變形天怨然淹巖芳石饑變允形巖怨石旅的瞇能帖干牛性巖石退能干鈴性是摘指不侄同巖辱石在附相同術(shù)變形櫻環(huán)境序中變矮形行歉為的秤相對畜差異傭。研猶究臺途巴徑顏：有魔限徒應(yīng)晝變廚的撲對害比鐘；劈理汪折射謝程度躁的比柔較；香捏腸裁構(gòu)富造婚對斧比霜；褶宇皺林形利態(tài)瓣的杜對騰比舅。0化.趙1迷M牲P予a高溫網(wǎng)流變用儀樣品幟裝置另示意驅(qū)圖實由驗鑼室佳巖丸石西變誘形慣實替驗σ1σ2=σ3=圍壓σ1=σ2=圍型壓σ1σ3σ3差（爺異）管應(yīng)力惱（di佩ff茄er掌en鑰ti棄al姓s淋tr已es臺s）σ=σ1-σ3塑性念變形殘材料蛙的典辮型應(yīng)辟變－似時間濾曲線韌寇性傭和籍塑抽性都區(qū)候別韌燥性危（洪延劍性渴）是疊用謙來撥描休述陪允設(shè)許刑大構(gòu)應(yīng)淺變趟，典以錄宏懶觀獵均靈質(zhì)粘變液形暑為宰特騎征們，點而等不望管凍所襖包喝括壩的成微齒觀志變倉形巡壽機(jī)性制金如充何蠢的廢流準(zhǔn)變摸性睡質(zhì)溫。塑勝性是一躍種永叨久變遺形，托它涉股及晶內(nèi)族的位僚錯運設(shè)動的沿微觀瞧機(jī)制固，可詞能還遇包括潑擴(kuò)散。巖穗石含變悉形仇機(jī)拾制諸通謙常智有治以沈下兔四肉種尺：（1）碎睜裂機(jī)班制（c登a寧t曾a惰c毅l睛a陡s島i扣s）；（2）似晶較內(nèi)效塑旅性網(wǎng)（in蔽tr寶ac曬ry礙st壇al括li任ne碧p乎la何st鏡ic澤it遮y）（3）擴(kuò)慘散蠕秩變（f膛l正o犧w留b碼y嘩d拳i嘉f閱f市u眾s供i謙v坡e峰m葵a偵s貓s夜t爪r譽(yù)a叮n宴s弱f怨e籍r）（4）顆繪粒邊今界滑僻移（g轎r記a翻i廟n柳b疑o蒸u栗n玻d嫌a喜r哀y迎s影l(fā)錫i寒d物i熊n雪g）脆多－嶄韌添性博轉(zhuǎn)碑化課－午從炭宏鼻觀特上吸描售述脆昂－輛塑詞性防轉(zhuǎn)卡化勻－棚從迫微挖觀歪機(jī)憶制宿上固描芒述脆達(dá)－升塑蔽性哨轉(zhuǎn)荷換振域緣瑞是朗一處個昏十除分競重智要蠅的賞問晶題嬸，烤地伯球慨上陳大妖部文分藍(lán)地涂震雜都噸發(fā)佩生鈔在尸脆棗－爪塑爽性鋒轉(zhuǎn)報換丸域蘋的今深胃度炮。(s1–s3)De迷pt譯h艇(k最m)摩擦藥定律:t=盞c勞+m番sn*(li破ne登ar襖w梨it夢h嗎de劉pt鋸h)塑性:完(n裙o待n情-矛l捆i追n遮e他a質(zhì)r漂w植i返t展h閣d輸e肉p訴t羽h涉&及t斤e責(zé)m盟p蒼e校r業(yè)a糖t樓u棗r鼓e)d散e災(zāi)/著d尺t肆=蘇CDsne-恭[粥E累/咸R寒T捉]L搬o興g秘(Ds)鋸=填(1言/n故)[顯lo龍g(希de覺/d風(fēng)t)尖–衡l緩og半(c擴(kuò))綠+畏E/浴(R另T)得]世課界州上撞一尼些負(fù)地至區(qū)傘地脂震笨震眠源惡深蓬度昏分狠布川柱事狀蒙圖（據(jù)M誓a廊g采g凡i位e顯t戲a痰l肌.淡,肺2渣0媽0練0鐵a）影響械巖石聾力學(xué)露性質(zhì)貸的因聰素應(yīng)力忍→應(yīng)還變→象巖石摸力學(xué)活性質(zhì)喚→拆影響困因素應(yīng)亡力屢和疲應(yīng)凳變萍是略巖嗚石蜘或足地曬塊岔在膝外屢界鴉力腿影脆響柴下佳的烤重毅要燦響手應(yīng)橫。撲應(yīng)獄力灘是念物納理春方查面喘的狼反瓶映短之施一屠，捷應(yīng)陸變靈是墾幾昌何象學(xué)偵方組面責(zé)的掃反昂映醒之擋一敬；巖石巡壽力學(xué)紐奉性質(zhì)憑－是番指在分應(yīng)力縣和應(yīng)蔽變作卡用下滑，巖貝石出機(jī)現(xiàn)塑箭性變暫形或螺脆性刻變形飯（破愧裂）限的條艷件；巖石莖力學(xué)臟性質(zhì)瓦是約警束巖燃石變修形和糕構(gòu)造妨幾何鼠特征極的重鈔要條慚件。咸例如已同樣派的壓蝕應(yīng)力尸作用培在不疤同巖嗎層上斑，力吐學(xué)表似象不棚同：在男柔挎性徑巖好層澤中拼→醒褶輛皺它構(gòu)飼造在相夜對硬雁巖層取中→眼斷裂沃構(gòu)造在軟級硬相語間巖蓮層中私→香紅腸構(gòu)下造影量響莖巖貸石躲力趨學(xué)約性蓄質(zhì)籌的跪因續(xù)素各覺向愿異笛性倆；圍塊壓場；溫度謹(jǐn)；孔隙湊流體眾；時證間是因矩素(應(yīng)片變追速冰率)；顆粒州大小總殘之馳，果巖厭石趕的悼變陣形與是膠環(huán)并境銅、厭時羽間徹和歇材鉛料冒的喪函湯數(shù)謝。巖性號和各腹向異稠性的淘影響巖郊石秧組殘成臘的停成婦分仍不校同謙的騙影吳響償；不同寒巖石墓具有丙不同貫的力滅學(xué)強(qiáng)鳴度，菠例如?；◢徣A巖的輩擠壓嘗強(qiáng)度普是頁秧巖擠設(shè)壓強(qiáng)濕度的8倍推；巖石牌的結(jié)主構(gòu)構(gòu)鏈造不細(xì)同（誘層理繪引起船的力檢學(xué)各遵向異辮性）宗。巖石訪材料喜分類巖肝石濫材各料疤在載力度學(xué)扒上是可摧以都分理為均慈勻和非拉均膏勻材料糖。均鐘勻棋材兆料粘在愧力仿學(xué)默上士可疲以映是各向恰同性的或各向工異性的興。力記學(xué)宇性吼質(zhì)室各忌向動異膝性岔是裳指鉤物孩體膀內(nèi)恒同桶一糟點腸各岡個待方冠向燙上賽力環(huán)學(xué)魄性貓質(zhì)肉不印同碰。沉亂積罷巖鼓的屋水癥平紙層高理橄欖營石單雹晶體圍壓辜對巖趕石力肚學(xué)性爺質(zhì)的津影響增晃大拆圍仰壓繼的巷效悠應(yīng)舉有敢兩盾方駐面墨：增大鋪了巖勿石極倍限強(qiáng)宋度；增范大奴了新巖汁石資的陸韌未性周。溫度喜的影尖響溫度行使影漁響巖壘石力滔學(xué)性凝質(zhì)和欺流變射強(qiáng)度獵的一檢個重倉要因權(quán)素。溫鴿度顛的唱升辮高超使卵巖仗石翠的榴韌聰性刮增北大樂，驅(qū)屈場服蹤蝶強(qiáng)病度權(quán)降經(jīng)低作；溫平度妨升胸高通和跟圍謠壓排增思加粱，械導(dǎo)州致奔巖陸石爆從叫脆叫性液向亭韌斷性灘過撐渡貧，販孕貿(mào)育優(yōu)著繁發(fā)肺震突層托；溫度胞對瀝托青的怒變形隔強(qiáng)度蛛影響渴是一束個很米生動嗚的例銅子（森夏天叮的瀝芽青和開冬天暮的瀝芒青強(qiáng)普度大忘不一坊樣）孔零隙語流已體逆的蕩影器響孔繞隙栽流近體昏對尋巖斯石汁力踩學(xué)踢性技質(zhì)練影由響達(dá)表需現(xiàn)很為素兩筐個鈔方波面良：物理烤方面來影響擴(kuò)和化排學(xué)方氣面影犯響。當(dāng)咐巖碗石敵中總流策體娛含芳量擾增愿加厲時慎，勒巖暢石正強(qiáng)蟻度療降塊低顧。確流誓體搜促輔使意礦柄物舒在爸應(yīng)厚力棒作脾用色下伸的脫溶符解碌和完重委結(jié)狠晶傳，聲從居而刊促散使蘭塑遲性蔬變耐形己；產(chǎn)生腰孔隙苗流體辟壓力嶺效應(yīng)聚：地呆殼中濱流體丑孔隙質(zhì)壓力酒（靜頃水壓扔力）帖為靜窄巖壓悄力的4盲0％夫。常在穴變盤形疏過題程湊中鎖孔媽隙從壓師力丸（Pp）的這作用鑒會抵垮消圍縫壓（Pc）娃的占作裙用肌，絞對共變拜形壞實斯際蜻起擠作猜用姐時偵有呼效殲圍悼壓刻（Pe）Pe=滑Pc-莖Pp有慎效雷壓因力推（Pe）降餐低，紀(jì)使巖惜石易聰于破似裂，總強(qiáng)度掉降低?？妆O(jiān)隙備壓棗力士效土應(yīng)屢對各巖咽石抓破虛裂朽的烘影致響莫丸爾造圓I－代梨表孔紋隙壓捎力為莖零時駕應(yīng)力模狀態(tài)監(jiān)，巖堤石是腎穩(wěn)定抖的，淺未破應(yīng)裂；莫爾菊圓I孫I－總陰正應(yīng)敬力（體橫坐蠅標(biāo)）繼不變茄，σe正冤應(yīng)課力輩減野小廈，σe=σ-σc，濱巖株石掃發(fā)叉生鞭破遷裂院。流體砌的化多學(xué)反和應(yīng)和醒水弱佩化作譜用硅酸箱鹽礦板物在睛高壓哪和高尿溫條腎件下舍的水害弱化司作用[遷S焰i吸-皇O慌-貸S牲i業(yè)]破+辯H2O→X→2[牙Si煙OH夜](姜Fr醬ei束ma割n,車19付84媽)X是活租化了磚的化桿合物協(xié)。水丘弱鬼化環(huán)作帶用獨：產(chǎn)矛生哄大