第四章地应力及其原理(2016介绍
- 格式:ppt
- 大小:6.95 MB
- 文档页数:68
地应力什么是地应力?地应力(Geostress)指的是地球内部的应力状态。
地应力影响着地下岩石的变形和破裂,对地下工程和地震活动有重要影响。
地应力的研究对于地质灾害的预测和工程设计具有重要意义。
地应力的成因地应力的形成和分布受多种因素影响,主要包括地壳运动、地质构造变形和岩石的物理性质。
地壳运动地壳运动是地应力形成的基础。
地壳运动引起了岩石的变形和应力的积累。
常见的地壳运动包括板块运动、地震和火山活动。
这些地壳运动导致了应力在岩石体内的传递和积累,形成了地应力。
地质构造变形地质构造变形是地应力形成的重要原因。
地球内部存在着各种各样的构造,如断裂带、褶皱带、剪切带等。
这些构造的形成和变形会导致地应力的分布和变化。
地质构造变形的程度和方式对地应力的大小和方向有着重要影响。
岩石的物理性质岩石的物理性质对地应力的形成和传递也有重要影响。
岩石的弹性模量、剪切模量和泊松比等物理参数决定了岩石的应力特性。
不同的岩石类型具有不同的物理性质,因此地应力的大小和方向也会有所不同。
地应力的测量方法为了研究地应力,科学家们发展了多种地应力测量方法。
下面介绍几种常见的地应力测量方法:岩石力学试验岩石力学试验是直接测定地应力的一种常用方法。
通过测定岩石样品在不同应力下的变形情况,可以推断出地应力的分布和大小。
这是一种比较准确的地应力测量方法,但需要进行大量的实验工作。
岩石应力释放法岩石应力释放法是通过测量岩石体内的应力释放情况来推断地应力的方法。
通过测量岩石样品在加载和卸载过程中的变形情况,可以推算出地应力的大小和方向。
这种方法适用于室内实验和野外观测。
地震测井法地震测井法使用地震波测量地下的地应力。
通过检测地震波在岩石体内的传播速度和方向变化,可以推断出地应力的分布和大小。
这种方法适用于地下深部地应力的研究。
地应力的应用地应力的研究对于地质灾害的预测和工程设计具有重要意义。
以下是地应力应用的几个方面:地下工程地下工程是地应力的主要应用领域之一。
地应力与地震科普一、了解地应力1. 首先呢,咱们得知道啥是地应力呀。
简单说呢,地应力就是存在于地壳中的应力。
就好像咱们平时能感受到的压力一样,只不过它是在地壳里的哦。
这一步很基础,可千万不能跳过呀!我每次学习新东西的时候,都会把这种基础概念反复琢磨几遍,确保真正理解了。
你是不是觉得这个概念有点抽象呢?其实多想想生活中的压力,就能大概明白啦。
2. 然后呢,可以找些简单的例子来帮助自己理解地应力。
比如说,地下的岩石就像一群紧紧挨在一起的小伙伴,地应力就像是周围环境给它们施加的一种力量。
这个时候你就可以想象自己是那些岩石中的一块,去感受一下那种被挤压或者被拉伸的感觉。
我经常这么干,感觉还挺好玩的呢!这一步看起来可能有点幼稚,但真的有助于加深理解哦。
二、地应力与地震的关系1. 接下来就到了比较关键的部分啦,地应力和地震是啥关系呢?地应力如果发生了变化,就可能导致岩石变形或者断裂。
当这种变化积累到一定程度的时候,就有可能引发地震啦。
这就好比你一直给一个东西加力,加到某个程度,它就承受不住了,就会坏掉一样。
这里我要提醒一下哦,这个过程不是那么容易一下子就想通的,所以可以多花点时间思考思考。
2. 在这个环节,你可以试着自己画个简单的示意图,把地应力的变化、岩石的状态以及地震的产生画出来。
这一步虽然不是必须的,但我觉得这样做能够让整个关系更加直观。
我自己就特别喜欢画图来帮助理解复杂的东西,感觉思路一下就清晰了很多呢。
不过,要是你不擅长画画也没关系用文字描述给自己听也是可以的。
三、地震的监测与预防1. 那我们怎么知道地应力的变化可能会引发地震呢?这就涉及到地震的监测啦。
现在有好多仪器可以用来监测地应力的变化呢。
科学家们会把这些仪器放在合适的地方,然后时刻关注数据的变化。
咱们普通老百姓可能没有机会直接操作这些仪器,但是了解一下这个过程也是很有趣的。
这一步看起来离我们有点远,但其实跟我们的生活息息相关哦。
因为这些监测数据可以帮助我们预防地震呀。
地应力及其分布规律1 、地应力的基本概念地应力是存在于地层中的未受工程扰动的天然应力,也称岩体初始应力、绝对应力或原岩应力。
广义上也指地球体内的应力。
它包括由地热﹑重力﹑地球自转速度变化及其他因素产生的应力。
地应力是各种岩石开挖工程变形和破坏的根本作用力;是确定工程岩体力学属性,进行围岩稳定性分析,实现开挖设计和决策科学化的必要前提条件。
此外地应力状态对地震预报、区域地壳稳定性评价、油田油井的稳定性、核废料储存、岩爆、煤和瓦斯突出的研究以及地球动力学的研究等也具有重要意义。
2、地应力的成因产生地应力的原因是十分复杂的,地应力的形成主要与地球的各种动力运动过程有关,其中包括:板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、地球旋转、岩浆浸入和地壳非均匀扩容等。
另外,温度不均、水压梯度、地表剥蚀或其它物理化学变化等也可引起相应的应力场。
其中,构造应力场和自重应力场为现今地应力场的主要组成部分。
当前的地应力状态主要由最近的一次构造运动所控制,但也与历史上的构造运动有关。
由于亿万年来,地球经历了无数次大大小小的构造运动,各次构造运动的应力场也经过多次的叠加、牵引和改造,另外,地应力场还受到其他多种因素的影响,造成地应力状态的复杂性和多变性,地应力成因之一:地幔热对流(图1、图2)地应力成因之一:板块边界受压(图3)地应力成因之一:岩浆浸入(图4)3、地应力的影响因素地壳深层岩体地应力分布复杂多变,造成这种现象的根本原因在于地应力的多来源性和多因素影响,但主要还是由岩体自重、地质构造运动和剥蚀决定。
1)岩体自重的影响岩体应力的大小等于其上覆岩体自重,研究表明:在地球深部的岩体的地应力分布基本一致。
但在初始地应力的研究中人们发现,岩体初始应力场的形成因素众多,剥蚀作用难以合理考虑,在常规的反演分析中,通常只考虑岩体自重和地质构造运动2)地形地貌和剥蚀作用对地应力的影响地形地貌对地应力的影响是复杂的,剥蚀作用对地应力也有显著的影响,剥蚀前,岩体内存在一定数量的垂直应力和水平应力,剥蚀后,垂直应力降低较多,但有一部分来不及释放,仍保留一部分应力数量,而水平应力却释放很少,基本上保留为原来的应力数量,这就导致了岩体内部存在着比现有地层厚度所引起的自重应力还要大很多的应力数值。