第7章 面理和线理
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名词解释第一章绪论地质构造:组成地壳的岩层或岩体在内、外动力地质作用下发生的变形,从而形成诸如褶皱、节理、断层、劈理以及其他各种面状和线状构造等。
第二章沉积岩层的原生构造及其产状层理:通过岩石成分、结构和颜色在剖面上的突变或渐变所显现出来的一种成层构造。
有:平行层理,波状层理,斜层理几个概念:岩层、沉积岩层、层面(顶面、底面)、厚度、原生构造。
岩层与地层概念的区别岩层的产状要素走向:岩层面与水平面相交的线叫走向线。
倾向:岩层最大倾斜线在水平面上的投影方向。
倾角:岩层最大倾斜线与水平面的夹角。
整合:上、下两套地层层序没有间断。
不整合:上、下两套地层层序有间断,有地层缺失1.平行不整合:表现为上、下两套地层的产状彼此平行,但在两套地层之间缺失了一些时代的地层。
2.角度不整合:上、下两套地层之间既缺失部分地层,产状又不相同第三章地质构造分析的力学基础外力:对于一个物体来说,另一个物体施加于这个物体的力,有面力和体力。
内力:是同一物体内部各部分之间的相互作用力。
分固有内力和附加内力。
应力:作用于单位面积上的内力。
应力场:一系列点的瞬时应力状态均匀应力场、非均匀应力场构造应力场:地壳内一定范围内某一瞬时的应力状态规模上:局部构造应力场、区域构造应力场、全球构造应力场时间上:古构造应力场、现代构造应力场应力轨迹:表示构造应力场中主应力和最大剪应力的作用方位的应力迹线应力集中:在均匀应力场中局部的应力异常增大现象应力集中一般出现在以下部位:断裂的端点、拐点、分枝点、错列点和待交会点及空洞周围等。
光弹实验和数值计算可以显示出应力集中现象。
均匀变形:岩石的各个部分的变形性质、方向和大小都相同的变形称为均匀变形。
非均匀变形:岩石各点变形的方向、大小和性质变化的变形称为非均匀变形。
线应变:单位长度的改变量横向线应变/纵向线应变=泊松比泊松比<=0.5弹性变形:岩石在外力作用下发生变形,当外力解除后,又完全恢复到变形前的状态,这种变形称为弹性变形。
第七章 刚体力学7.1.1 设地球绕日作圆周运动.求地球自转和公转的角速度为多少rad/s?估算地球赤道上一点因地球自转具有的线速度和向心加速度.估算地心因公转而具有的线速度和向心加速度(自己搜集所需数据).[解 答]7.1.2 汽车发动机的转速在12s 内由1200rev/min 增加到3000rev/min.(1)假设转动是匀加速转动,求角加速度.(2)在此时间内,发动机转了多少转?[解 答] (1)22(30001200)1/601.57(rad /s )t12ωπβ⨯-⨯===(2)22222()(30001200)302639(rad)2215.7πωωθβ--===⨯所以 转数=2639420()2π=转7.1.3 某发动机飞轮在时间间隔t 内的角位移为 球t 时刻的角速度和角加速度.[解 答]7.1.4 半径为0.1m 的圆盘在铅直平面内转动,在圆盘平面内建立O-xy 坐标系,原点在轴上.x 和y 轴沿水平和铅直向上的方向.边缘上一点A 当t=0时恰好在x 轴上,该点的角坐标满足21.2t t (:rad,t :s).θθ=+求(1)t=0时,(2)自t=0开始转45时,(3)转过90时,A 点的速度和加速度在x 和y 轴上的投影.[解 答](1) A ˆˆt 0,1.2,R j 0.12j(m/s).0,0.12(m/s)x y ωνωνν====∴==(2)45θ=时,由2A1.2t t,t0.47(s)42.14(rad/s)v Rπθωω=+==∴==⨯得(3)当90θ=时,由7.1.5 钢制炉门由两个各长1.5m的平行臂AB和CD支承,以角速度10rad/sω=逆时针转动,求臂与铅直45时门中心G的速度和加速度.[解答]因炉门在铅直面内作平动,门中心G的速度、加速度与B或D点相同。
所以:7.1.6 收割机拔禾轮上面通常装4到6个压板.拔禾轮一边旋转,一边随收割机前进.压板转到下方才发挥作用,一方面把农作物压向切割器,另一方面把切割下来的作物铺放在收割台上,因此要求压板运动到下方时相对于作物的速度与收割机前进方向相反.已知收割机前进速率为 1.2m/s,拔禾轮直径1.5m,转速22rev/min,求压板运动到最低点挤压作物的速度.[解答]取地面为基本参考系,收割机为运动参考系。
七、面理和线理的观察和研究面理和线理是变质岩区以及强烈变形区普遍存在的透入性构造。
研究这些构造对于阐明一个地区构造的特点及其发展演化的历史,以及对了解矿产的分布规律都有着重要的作用。
所以在变质岩区地质调查中,对面理和线理的观察研究,是变质岩区构造分析的基础。
在变形较强烈的沉积岩区,也广泛发育着这些构造,它也是分析该区构造的基础材料之一。
(一)面理的观察和研究1.面理的类型在变形较强的或变质的岩石中,可见一种次生的平行的密集的潜在破裂面,通称为面理(或剥理),沿着它能把岩石劈成无数的薄片(叫做微劈片)。
它包括劈理、片理和片麻理等,它们都是散布于整个岩石中的一种透入性构造。
按其特征及形成机制,可把面理分为三个基本类型。
(1)流劈理及片理流劈理及片理是指岩石中由于片状、板状或扁圆形的矿物颗粒或集合体的平行排列而引起的能使岩石分裂成无数平行薄片的构造,是岩石组分在变形的塑性流动过程中,在垂直压应力方向上,发生压扁、拉长、旋转以及重结晶作用的结果。
所以它们在力学性质上都是压型结构面。
流劈理亦称板劈理,它只用于浅变质的岩石中,劈理面上矿物重结晶较小或不显。
如果重结晶较好,有肉眼可辨认的片状矿物(如云母等)的平行排列,则称为片理(在片麻岩中称为片麻理)。
(2)破劈理破劈理是指岩石中一组密集的平行破裂面,而与岩石中矿物的排列方向无关。
其微劈片的厚度一般以毫米计,有时可略宽达几厘米,由于它的密集性及发育于整个岩石中的透入性而与节理相区别,因此它与节理之间常呈过渡关系。
一般认为它是一组密集的剪切破裂面,但近来发现有的破劈理可能兼有张性的特征。
(3)折劈理亦称滑劈理或应变滑劈理,它们常见于板岩、千枚岩及片岩之中,是切过早期流劈理(或片理)的一组平行剪切面。
沿着折劈理面的位臵而排列,或沿折劈理方向有新生矿物的生长。
从力学性质上看,它多为剪性或压剪性结构面。
应当指出,在实际中经常可见到它们间的过渡型式,而非绝然分开的。
2.面理与大型构造的关系面理作为构造变形的产物,常与褶皱或断层等大型构造在几何上、成因上有着密切的联系。
4.宇宙航行一、宇宙速度1.牛顿的设想:如图所示,把物体水平抛出,如果速度足够大,物体就不再落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星。
原理:一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,向心力由地球对它的万有引力提供,即G Mmr2=m v2r,则卫星在轨道上运行的线速度v=GMr2.三个宇宙速度:注意:三个宇宙速度均为发射速度,而不是在轨道上运行的速度。
二、人造地球卫星1.1957年10月4日,世界上第一颗人造地球卫星发射成功。
2.1970年4月24日,我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功,科学家钱学森被誉为“中国航天之父”。
3.地球同步卫星:(1)轨道在赤道上方高度约36 000 km处。
(2)相对地面静止,故角速度和周期与地球自转的角速度和周期相同。
三、载人航天与宇宙探索1.1961年4月12日,苏联空军少校加加林进入“东方一号”载人飞船,铸就了人类进入太空的丰碑。
2.1969年7月,美国“阿波罗11号”飞船登上月球。
3.2003年10月15日,我国“神舟五号”宇宙飞船发射成功,把中国第一位航天员杨利伟送入太空。
4.2017年4月20日,我国又发射了货运飞船“天舟一号”,入轨后与“天宫二号”空间实验室进行自动交会对接。
某同学学习了“万有引力理论的成就”后,总结出以下结论:①第一宇宙速度的大小与地球的质量有关。
②在地面上发射人造地球卫星的最小速度是7.9 km/s。
③火星的第一宇宙速度也是7.9 km/s。
④由v=GMr,高轨道卫星运行速度小,故发射高轨道卫星比发射低轨道卫星更容易。
你的判断:正确的结论有①②。
将人类送往月球的土星五号(图1)高110米,重3 000吨;将人类从月球带回来的登月舱(图2)仅高7米,重15吨。
思考:为什么两者差距如此巨大呢?提示:月球的第一宇宙速度远小于地球的,脱离月球所需要的能量也小的多。
一、第一宇宙速度(物理观念——相互作用观念)中国第一位宇航员杨利伟乘坐“神舟五号”宇宙飞船登上太空。