【文章內(nèi)容簡介】 必究 ? 遞進(jìn)變形 ? 物體變形的最終狀態(tài)與初始狀態(tài)對比發(fā)生的變化，稱為 有限應(yīng)變 或 總應(yīng)變 或 全量應(yīng)變 。實(shí)際上，在變形過程中，物體從初始狀態(tài)變化到最終狀態(tài)的過程是一個(gè)由許許多多微量應(yīng)變的逐次疊加過程，這種變形的發(fā)展過程稱為 遞進(jìn)變形 。 ? 其中，變形期中某一瞬間正在發(fā)生的小應(yīng)變，叫 增量應(yīng)變 如果所取瞬間非常微小，其間發(fā)生的微量應(yīng)變可稱為 無限小應(yīng)變 。 ? （ 1） 共軸遞進(jìn)變形 ? 在遞進(jìn)變形過程中，如果各增量應(yīng)變橢球的主軸始終與有限應(yīng)變橢球的主軸一致，這種變形就叫 共軸遞進(jìn)變形 。否則就叫 非共軸遞進(jìn)變形 。遞進(jìn)純剪變形是共軸遞進(jìn)變形的典型實(shí)例。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 （ 2）非共軸遞進(jìn)變形 遞進(jìn)簡單剪切是非共軸遞進(jìn)變形的典型實(shí)例。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 第五節(jié) 巖石變形行為及影響因素 巖石的力學(xué)性質(zhì) ? 影響巖石變形的巖石力學(xué)性質(zhì)主要有： ? 巖石的 彈性和塑性 ? 巖石在外力作用下發(fā)生變形，當(dāng)外力取消后，又恢復(fù)到變形前的狀態(tài)，巖石的這種力學(xué)性質(zhì)稱為彈性，這種變形稱為彈性變形。 ? 當(dāng)應(yīng)力超過巖石的彈性極限，即使外力去掉后，巖石也不能完全恢復(fù)到原來的形狀，從而使一部分變形保留下來，這種變形稱為塑性變形，巖石的這種性質(zhì)稱為塑性。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 ? 巖石的 脆性和韌性 ? 巖石受力后，若在破裂前，只能承受很小的變形時(shí)，稱為巖石的脆性。脆性強(qiáng)的巖石，受力變形后很快就會(huì)發(fā)生破裂。 ? 巖石受力后，若在破裂前，能夠承受較大的變形而不失去連續(xù)完整性時(shí)，稱為巖石的韌性。韌性強(qiáng)的巖石不易被拉斷、剪斷或折斷。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 ? 巖石的 剛性 ? 巖石不易發(fā)生變形的性質(zhì)，稱為 剛性 。理想的剛體，在任何應(yīng)力作用下都不會(huì)發(fā)生任何變形。巖石不是理想的剛體，且不同巖石的剛性相對地有強(qiáng)有弱。 ? 巖石的 粘性 ? 巖石容易發(fā)生流動(dòng)變形的性質(zhì)稱為 粘性 。理想的粘性體稱為牛頓流體，它是能經(jīng)受很大程度變形的材料，在長時(shí)間的極其微小的應(yīng)力作用下，就能表現(xiàn)出持續(xù)、緩慢的塑性變形，實(shí)際上這是在固體條件下的流動(dòng)變形。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 巖石的脆性破壞 ? 巖石的 強(qiáng)度 ? 當(dāng)巖石所受的應(yīng)力達(dá)到或超過巖石的強(qiáng)度極限時(shí)，就會(huì)發(fā)生斷裂。巖石的這種抵抗破壞的能力，稱為巖石的 強(qiáng)度 。 ? 巖石的脆性破壞方式 ? 巖石的破裂有兩種類型： 張裂 與 剪裂 。張裂的位移方向垂直于破裂面，張裂面一般垂直于主應(yīng)力方向。剪裂相對位移平行于破裂面，破裂面一般與最大主壓應(yīng)力方向的夾角小于 45度。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 ? 庫倫剪切破裂準(zhǔn)則 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 ? 庫倫認(rèn)為巖石抗剪切破壞的能力不僅同作用在截面上的剪應(yīng)力有關(guān)，而且還與作用于該截面上的正應(yīng)力有關(guān)。設(shè)發(fā)生剪裂的臨界剪應(yīng)力為 τ，則： ? τ=τ0+μσn ? σn— 作用于該剪切面上的正應(yīng)力， τ0σn=0時(shí)的巖石抗剪強(qiáng)度，也稱為巖石的內(nèi)聚力，內(nèi)聚力對于一種巖石而言是一個(gè)常數(shù)； ? μ— 內(nèi)摩擦系數(shù)，即為直線的斜率，如以直線的斜角 ψ表示，則 μ=tgψ，則上式為： ? τ=τ0+σntgψ ? ψ— 巖石的內(nèi)摩擦角，則上式稱為 庫倫剪切破裂準(zhǔn)則 。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 ? 莫爾剪切破裂準(zhǔn)則 莫爾根據(jù)巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，對庫倫準(zhǔn)則提出了修正。他認(rèn)為材料的內(nèi)摩擦角不是常數(shù)，而是隨圍壓的變化而變化，其破裂線的方程一般表示為 ： τn=f(σn) 這是一條由一系列實(shí)驗(yàn)得出的曲線，它包絡(luò)了同一種巖石在不同圍壓下破裂時(shí)的極限應(yīng)力圓，這一曲線稱為莫爾包絡(luò)線。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 影響巖石變形行為的因素 ? 巖石的各向異性 圍壓 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 ? 溫度 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 ? 孔隙流體對變形的影響 ? 時(shí)間 ? （ 1）應(yīng)變速率 ? （ 2）蠕變與松弛 當(dāng)作用于巖石的應(yīng)力保持長期不變時(shí)，巖石的應(yīng)變會(huì)隨應(yīng)力作用時(shí)間的延長而逐漸加大，稱為巖石的 蠕變 。 在巖石受力變形的過程中，若待應(yīng)力和應(yīng)變達(dá)到一定值以后就維持應(yīng)變量不變，則所需繼續(xù)作用的應(yīng)力值會(huì)隨時(shí)間的延長而逐漸減小，稱為巖石的 松弛 。 ? （ 3）施力重復(fù)次數(shù) 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 第四章 褶皺構(gòu)造 第一節(jié) 褶皺和褶皺要素 褶皺的概念 巖層或巖體，在各種應(yīng)力長期作用下形成波狀彎曲，但仍然保持著它們的連續(xù)完整性，稱為 褶皺構(gòu)造 。 褶皺形象地反映了地殼巖石發(fā)生了塑性變形。 ? 褶皺的基本類型 從單一褶皺面的彎曲來看，基本形態(tài)有兩種：背形 和 向形 。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 ? 背形 是指兩側(cè)褶皺面相背傾斜的上凸彎曲。 ? 向形 是指兩側(cè)褶皺面相對傾斜的下凹彎曲。 ? 中性褶皺 ：褶皺面既不上凸也不下凹，而是 凸向旁側(cè)。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 褶皺的兩種基本類型 ： ? 背斜 ：核部由老地層，翼部由新地層組成的巖層，凸向地層變新方向的彎曲的褶皺。 ? 向斜 ：核部由新地層，翼部由老地層組成的巖層凸向地層變老的方向彎曲的褶皺。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 如果褶皺構(gòu)造很復(fù)雜，地層發(fā)生了倒轉(zhuǎn)，造成背形的核部是新地層，稱為背形向斜；向形的核部是老地層，稱為向形背斜。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 褶皺要素 ? 褶皺要素是褶皺的基本組成部分，主要有： ? 核 ：褶皺中心部位的巖層。 ? 翼 ：泛指褶皺兩側(cè)比較平直的部分。 ? 拐點(diǎn) ：相鄰的背形和向形共用翼的褶皺面常呈 “ S”形彎曲，褶皺面不同凸向的轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱為拐點(diǎn)。 ? 翼間角 ：是指正交剖面上兩翼間的夾角。 ? 轉(zhuǎn)折端 ：褶皺面從一翼過渡到另一翼的彎曲部分。 ? 樞紐 ：單一褶皺面上最大彎曲點(diǎn)的連線。 ? 脊線 和 槽線 ：同一褶皺面上沿著背形最高點(diǎn)（脊點(diǎn)）的連線稱為脊線；沿向形最低點(diǎn)（槽點(diǎn)）的連線稱為槽線。 ? 軸面 ：各相鄰褶皺面的樞紐連成的面。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 第二節(jié) 褶皺的描述 的重要方式。 正交剖面是指與褶皺樞紐相垂直的剖面。褶皺在水平面、鉛直剖面和正交剖面上的空間關(guān)系如下圖所示。可見只有正交剖面才能表示出褶皺的真實(shí)形態(tài)。 褶皺的剖面形態(tài)是表現(xiàn)褶皺形態(tài) 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 轉(zhuǎn)折端的形態(tài) ? 根據(jù)轉(zhuǎn)折端的形態(tài)，可將褶皺分為以下幾類： ? 圓弧褶皺 ：轉(zhuǎn)折端呈圓弧形彎曲的褶皺。 ? 尖棱褶皺 ：轉(zhuǎn)折端為尖頂狀，常由平直的兩翼相交而成。 ? 箱狀褶皺 ：轉(zhuǎn)折端寬闊平直，兩翼產(chǎn)狀較陡，形如箱狀。如果箱狀褶皺由兩個(gè)共軛的軸面組成 ,則稱共軛褶皺 . ? 撓曲 ：在平緩巖層中，一段巖層突然變陡而表現(xiàn)出的褶皺面的膝狀彎曲。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 翼間角 根據(jù)翼間角的大小將褶皺分為以下幾類： 平緩褶皺 ： 120176。 翼間角 180176。 開闊褶皺 ： 70176。 翼間角 120176。 中常褶皺 ： 30176。 翼間角 70176。 緊閉褶皺 ： 5176。 翼間角 30176。 等斜褶皺 ： 0176。 翼間角 5176。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 樞紐 ? 樞紐包括指向和傾伏角。 ? 指向 一般代表褶皺在空間延伸的方位。 傾伏角 可以從水平（ 0176。 ）到直立（ 90176。 ）。 ? 樞紐的指向和傾伏角是描述褶皺位態(tài)的重要數(shù)據(jù)。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 褶皺的位態(tài)分類 ? 褶皺在空間的位態(tài)取決于軸面和樞紐產(chǎn)狀。以橫坐標(biāo)表示軸面的傾角，縱坐標(biāo)表示樞紐傾伏角，可將褶皺分為七種類型： ? 直立水平褶皺 ：軸面傾角 90176。 ～ 80176。 ，樞紐近水平（傾伏角 0176。 ～ 10176。 ） ? 直立傾伏褶皺 ：軸面傾角 90176。 ～ 80176。 ，樞紐10176。 ～ 70176。 ? 傾豎褶皺 ：軸面傾角 90176。 ～ 80176。 ，樞紐70176。 ～ 90176。 ? 斜歪水平褶皺 ：軸面傾角 80176。 ～ 20176。 ，樞紐0176。 ～ 10176。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 ? 斜歪傾伏褶皺 ：軸面傾角 80176。 ～20176。 ，樞紐 10176。 ～70176。 ? 平臥褶皺 ：軸面、樞紐 0176。 ～ 20176。 ? 斜臥褶皺 ：樞紐和軸面兩者傾向及傾角基本一致，軸面傾角 20176。 ～ 80176。 ，樞紐在軸面上的傾伏角 70176。 ～ 90176。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 褶皺的大小 ? 褶皺的大小以褶皺的波長（ ω）和波幅（ A）來確定，在正交剖面上連接各褶皺面的拐點(diǎn)的線稱作褶皺的中間線。 ? 褶皺波長是指一個(gè)周期波的長度，即等于兩個(gè)相間拐點(diǎn)之間的距離；波幅是指中間線與樞紐點(diǎn)之間的距離。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 褶皺的對稱性 兩翼等長的褶皺稱為對稱褶皺，反之為不對稱褶皺。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 褶皺的平面輪廓 ? 褶皺的平面輪廓可以根據(jù)褶皺中的同一褶皺面在平面上出露的縱向長度和橫向?qū)挾戎扔枰员磉_(dá)，可將褶皺分為： ? 等軸褶皺 ：長與寬之比近于 1:1；等軸背斜又稱穹窿構(gòu)造；等軸向斜又稱構(gòu)造盆地。 ? 短軸褶皺 ：長與寬之比約 3:1的樞紐向兩端傾伏的褶皺。 ? 線狀褶皺 ：長度遠(yuǎn)大于寬度的各類狹長的褶皺（一般大于 10:1）。 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 地質(zhì)一班 版權(quán)所有 翻版必究 第三節(jié) 褶皺的形態(tài)分類 根據(jù)組成褶皺的各褶皺層的厚度變化分類 平行褶皺 典型平行褶皺的幾何特點(diǎn)