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第三章地质构造分析的力学基础一、力和体力1、力：物体相互间的一种机械作用2、接触力：物体与物体间的作用力3、面力：作用在物体表面的接触力4、应力集中：接触面积与物体边界面积比量级很小时，即集中5、体力：非接触力作用在物体内部每一支点上时，为体力二、外力和内力1、外力：外界物体向研究物体施加的作用力2、内力：外力作用引起的物体内部各点之间的相互作用力三、应力、正应力、剪应力1、应力：在外力作用下，物体内任一截面单位面积上的受力大小2、正应力：垂直截面的应力，以σ表示3、剪应力：平行截面的应力，以τ表示四、主应力、主方向、主平面1、主应力：某一截面上只有正应力，没有剪应力时的正应力2、主方向：主应力的方向3、主平面：垂直于主应力的平面五、应力椭球体和应变椭球体1、应力椭球体：σ1—最大压（最小拉）应力轴；σ2—中间应力轴；σ3—最小压（最小拉）应力轴故：σ1＞σ2＞σ32、应变椭球体：A(X)—最大应变轴；B(Y)—中间应变轴；C(Z)—最小应变轴六、应力分析简介1、常见的应力状态：单轴应力状态：一个主应力不为零，其余两个均为零双轴应力状态：一个主应力为零，其余两个均不为零三轴应力状态：三个主应力均不为零，且σ1＞σ2＞σ32、二维应力状态分析（平面应力状态分析）若：有两轴主应力（σ1，σ2 ）作用在斜截面（AB ）上，且σ1＞σ2，σ3 = 0；分析斜面（AB 面）上的应力状态。
规定：α—AB法线与σ1的夹角，AB线—AB 面的截线，单位长度（=1）∵AB = 1，∴OA = sin α, OB = cos α又∵σ= P / A , P = σA∴在OA 面上的正应力P2 = σ2 OA = σ2 sin α,在OB 面上的正应力P1 = σ1 OB = σ1 cos α（1）在垂直AB面上的力：为P1 和P2 的分力之和：即：Pn = P1n + P2n = P1 cosα+ P2 sinαAB面上的正应力：σα= P1 cosα+ P2 sinα= σ1 cosαcosα+ σ2 sinαsinα= σ1 cos 2 α+ σ2 sin 2ασ1 + σ2 σ1 - σ2= ————+ ————cos 2α（1）2 2（2）在平行AB面上的力：Pt = P1 sinα+ P2 cosαAB面上的剪应力：τα= σ1 cosαsinα+ σ2 sinαcosασ1 - σ2= ————sin2α（2）2讨论：由（1）：当α= 0 时，cos 2α= 1；σα= σ1 （最大）；σ2 不起作用说明：垂直该面的应力对该面作用最大平行该面的应力对该面无作用由（2）：当α= 0 时，τα= 0当α= 90°时，τα= 0 （2 α= 180 °）当α= 45°时，τα达最大值（2 α= 90 °）σ1 - σ2即：τα= ————2说明：与主应力呈45 °的面上剪应力最大，易产生剪切面。
地学中的地质力学与构造地质学地质力学是研究岩石和地壳变形以及各种地质作用的力学规律和机制的学科，是地球物理学、地质学和力学学科的交叉领域。
构造地质学是研究岩石和地壳运动、变形及其形成的地理普遍规律和地貌发展的学科。
地质力学和构造地质学紧密相关，因为岩石和地壳的变形与运动决定了地质构造的形成和演化。
地质力学是研究岩石变形的学科，其中最关键的问题是材料变形的规律和机制。
岩石材料的变形与其工程材料、金属材料等有很大的差异，这是由于岩石的成分、结构和物理性质的复杂性所决定的。
另外，运动和形变也会对岩石造成影响。
例如，冰川、风化和溶蚀等自然因素的作用将影响岩石的物理性质和变形性质。
因此，地质力学的研究对象包括不同类型和不同环境下的岩石和地壳。
地质构造学是研究地球表面、地壳、岩石层和地壳内部的构造特征、演化历史和形成机制的学科。
在地质构造研究中，构造分析是最主要的工具。
构造分析是通过对构造单元、构造变形和构造发展等方面的研究，揭示地质构造的统计规律和地质历史的形成过程。
地质力学和构造地质学紧密关联。
首先，岩石变形与地质构造的形成和分布密切相关。
地壳的变形和构造发展影响了力学性质和物理性质的分布和变化，而这些又反过来影响岩石和地壳的变形和构造建造。
其次，地质构造学和地质力学的研究结果往往相互印证。
例如，构造地质研究表明，构造作用通常伴随着地震活动，这表明地震产生的应力是由构造变形所引起的。
反过来，地震活动也可以引发地质构造的变化，进而影响到岩石的变形和地壳的运动。
因此，地质力学和构造地质学的研究将为地球系统的演化提供启示，进一步促进地球科学的发展。
最后，地质力学和构造地质学的发展还涉及到地球科学应用的一个重要领域。
在采矿、勘探、开发工程和维护工程等领域，地质力学和构造地质学的研究成果可被广泛应用。
例如，在土地利用和工程设计中，需要考虑到地形、地貌、土地质量和地质构造等因素的影响。
在油气勘探和生产中，地质构造和地质力学知识广泛应用于油气藏的勘探预测、储层建模和开采设计。
地质构造知识点总结1. 地球内部结构地球内部由地核、地幔和地壳三部分组成。
地核由外核和内核两部分构成，外核处于内核之外，呈液态态，内核呈固态。
地核和地幔之间没有明显的界面，地壳包括陆壳和洋壳两部分，陆壳由花岗岩、沉积岩等构成，洋壳主要由玄武岩构成。
2. 地球内部的热力学特征地球内部的热力学特征主要包括地热、地热流和地热梯度。
地热是地球内部的热量，地热流是指地球内部热量通过地表的输送速率，地热梯度是指单位深度内地温的变化量。
3. 地球内部的构造形态地壳运动是地球内部热力和力学活动的结果，主要表现为板块构造、地震、火山和地形地貌的形成。
板块构造是地壳运动的主导形式，包括板块边界的类型和构造特征；地震是由地球内部构造变形和断裂所引起的地壳振动现象；火山是地球表面喷发的热液岩石或火山灰等物质的通道；地形地貌是地球表面的地形和地貌。
4. 地球内部的构造运动地壳运动主要包括构造运动和地质作用。
构造运动是指地球内部及地壳的构造变动，包括地壳的隆升、沉降、推挤和折叠等变动；地质作用是地球内部和地壳的物质变动过程，包括岩浆活动、岩石圈运动和地震等。
5. 地球内部的构造历史地球内部的构造历史主要包括地质年代和地质事件。
地质年代是指地球内部的构造历史年代划分，包括古生代、中生代和新生代三个时期；地质事件是指地球历史上的重大地质事件，包括地球形成、板块构造和古地理事件等。
6. 地球内部的构造力学地球内部的构造力学主要包括地壳构造力学和板块构造力学。
地壳构造力学是研究地壳内部的构造变形和地震活动，包括岩石的应力应变和破裂性质；板块构造力学是研究地球板块的运动规律和地震活动，包括板块之间的相互作用和相对运动。
地质构造知识点总结到此结束，地质构造是地球内部结构和构造形态的总称，是地球科学中的一个重要分支学科。
地质构造的研究对认识地球内部的结构和演化规律、预测地质灾害和开展资源勘探等具有重要意义。
希望本文所述内容对读者有所帮助。
