岩石变形分析的基础知识共73页
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第四章岩石的变形一、基本概念1、岩石变形的定义:岩石变形:指岩石在任何物理因素作用下形状和大小的变化。
工程上的岩石变形是指在外力作用下引起的形状和大小的变化。
变形类型:弹性变形、塑性变形、粘性变形。
①弹性变形:是指材料在外力的作用下发生变形并在外力撤去后立即恢复到它原有的形状和尺寸的性质。
把外力撤去后能够恢复的变形称为弹性变形。
线弹性:应力——应变关系呈直线关系。
非线性:应力——应变关系呈曲线关系(或完全弹性)。
②塑性变形:是指材料受力后,在应力超过屈服应力时仍能继续变形而不即行断裂,撤去外力后,变形又不能完全恢复的性质。
不能恢复的变形为塑性变形(永久变形)。
应力达屈服应力后转为塑性变形。
③粘性:指材料受力后变形不能在瞬间完成,切应变的速率随应力的大小而改变的性质。
应变速率随应力而变化的变形称为流变(流动变形)。
二、岩石变形的力学参数1、弹性模量线弹性:非线弹性:定义几个弹性模量:①初始弹性模量Ei应力为零时的曲线斜率,即②切线弹性模量Et Array曲线上任一点的斜率,即E③平均弹性模量av曲线上近于直线段的斜率。
④割线弹性模量ES曲线原点与曲线上任一点连线的斜率。
2、泊松比3、剪切模量4、拉梅常数:5、体积弹性模量:其中:)(31z y x m σσσσ++=z y x v VVεεεε++≈∆=6、卸载模量卸载曲线的割线斜率。
平均弹性模量w E ,与割线的斜率卸载模量代替弹性模量。
7、变形模量变形模量为总变形量与平均应力的比值。
对于弹塑性岩石,其变形由弹性变形和塑性变形组成则变形模量是描述岩石的总体变形。
三、岩石变形的基本特征1、变形阶段由岩石变形曲线的变化特征,可分为四个阶段:1) 0~A 段,为弹性阶段 应力 — 轴向应变(y σσ~)曲线微呈上凹形,即由初始弹性模量变到平均弹模。
2)A ~B 段,为弹性阶段应力—轴向应变曲线接近于直线,其弹性模量为常数,等于直线的斜率,即平均弹性模量av E 。