3第3章 水平收缩构造-2014-李坤-3
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2014年3月份工程技术测试题页数:7
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2014年《建设工程技术与计量(安装)》经典试题页数:16
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辽宁工程技术大学2014年录取分数线页数:1
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水平收缩构造李坤(共34张PPT)
第三章 水平收缩构造
❖ 一、收缩构造的根本构造样式
❖ 二、薄皮〔盖层滑脱式〕收缩构造 ❖ 三、基底卷入式收缩构造 ❖ 四、前陆盆地的收缩构造系统
1
4、薄皮收缩构造形成机制
重力扩展模式
在逆冲作用中其主导作用的是地表的坡度，而不是实际的滑动面
2
第三章 水平收缩构造
❖ 一、收缩构造的根本构造样式
❖ 二、薄皮〔盖层滑脱式〕收缩构造
❖ 三、基底卷入式收缩构造
❖ 四、前陆盆地的收缩构造系统
3
三、基底卷入的收缩构造
柳溪断裂带
4
三、基底卷入的收缩构造
典型特征
基底与盖层一起发生逆冲构造变形
断层面形态可以是高角度，也可以是低角度，可以是铲 式，也可以是反铲式，但是在基底构造层中一般不会 表现为坡坪式
变质基底卷入的那么可以出现在造山带根部，而结晶基底 卷入的通常出现在前陆克拉通内部，可以形成大型披 覆背斜
可以与薄皮逆冲构造过渡，或上下叠置 5
三、基底卷入的收缩构造
南侏罗山－外阿尔卑斯边界的横剖面〔据Beck,1999〕
6
4、薄皮收缩构造形成机制
重力扩展模式
7
推覆与滑覆的区别
挤压推覆整体处于挤压状 态，自根带至锋带均表现 为压缩形变，在一定程度 上根带的挤压强度甚至大 于中带或锋带的挤压强度。
重力滑动作用引起的滑覆变形， 由根带到锋带，由拉伸转化为挤 压，挤压强度趋向锋带增大滑覆 中的滑动系统为自由滑落，不同 局部的运动可以彼此无关。最年 轻地层往往最先下滑，然而较老 地层相继滑动，并盖在先滑岩层 之上，形成倒序叠置，但每一滑 动岩席内部的层仍保持正常顺序。
8
推覆与滑覆的区别
地层层序
推覆：老地层推覆到年轻地层之上，具有规律性、连续性较 好，地层序列相对容易恢复
❖ 一、收缩构造的根本构造样式
❖ 二、薄皮〔盖层滑脱式〕收缩构造 ❖ 三、基底卷入式收缩构造 ❖ 四、前陆盆地的收缩构造系统
1
4、薄皮收缩构造形成机制
重力扩展模式
在逆冲作用中其主导作用的是地表的坡度，而不是实际的滑动面
2
第三章 水平收缩构造
❖ 一、收缩构造的根本构造样式
❖ 二、薄皮〔盖层滑脱式〕收缩构造
❖ 三、基底卷入式收缩构造
❖ 四、前陆盆地的收缩构造系统
3
三、基底卷入的收缩构造
柳溪断裂带
4
三、基底卷入的收缩构造
典型特征
基底与盖层一起发生逆冲构造变形
断层面形态可以是高角度，也可以是低角度，可以是铲 式，也可以是反铲式，但是在基底构造层中一般不会 表现为坡坪式
变质基底卷入的那么可以出现在造山带根部，而结晶基底 卷入的通常出现在前陆克拉通内部，可以形成大型披 覆背斜
可以与薄皮逆冲构造过渡，或上下叠置 5
三、基底卷入的收缩构造
南侏罗山－外阿尔卑斯边界的横剖面〔据Beck,1999〕
6
4、薄皮收缩构造形成机制
重力扩展模式
7
推覆与滑覆的区别
挤压推覆整体处于挤压状 态，自根带至锋带均表现 为压缩形变，在一定程度 上根带的挤压强度甚至大 于中带或锋带的挤压强度。
重力滑动作用引起的滑覆变形， 由根带到锋带，由拉伸转化为挤 压，挤压强度趋向锋带增大滑覆 中的滑动系统为自由滑落，不同 局部的运动可以彼此无关。最年 轻地层往往最先下滑，然而较老 地层相继滑动，并盖在先滑岩层 之上，形成倒序叠置，但每一滑 动岩席内部的层仍保持正常顺序。
8
推覆与滑覆的区别
地层层序
推覆：老地层推覆到年轻地层之上，具有规律性、连续性较 好，地层序列相对容易恢复
1第1章 石油构造分析基础知识-2014-李坤
3.
应力场
上面讲述的是物体内一点的应力状态, 任一物体和地壳岩 石中都存在一系列点的应力状态，它们构成了物体或岩石 中的空间应力场。也就是说, 物体内不同位置一系列点的 瞬时应力状态总体特征叫应力场”（stress field）
一个区域的应力场特征与该区域的边界条件（包括边界力、 应力或位移等）、内部结构条件（包括岩层力学性质、几 何形态等）等有关。 即使边界条件基本不变，在应力场作用下岩层会发生变形， 形成地质构造。而随着地质构造的演化，岩层内部的结构 条件也发生了变化，相应的应力场特征也会发生变化。
原始状态
P P
P
P
纵 弯 褶 皱作 用
水 平 挤 压作 用 导 致 岩 层 发生 纵 弯 褶 皱 垂 直 力 偶作 用 导 致 岩 层 发生 横 弯 褶 皱 P =作 用 力
P
横 弯 褶 皱作 用
4.
断层
• 岩石的抗压强度远大于其抗剪、抗张强度。因此， 通常是岩层承受的剪切应力超过了其抗剪强度而发 生剪切破裂并发生位移形成断层。
砂 岩
灰 岩
白 云 质 灰 质 泥 岩
泥 质 白 云 岩
•
岩层强度与破裂
岩石在外力的作用下抵抗破坏的能力称为强度, 同一岩石的 强度, 在不同性质的应力作用下, 差别较大。
抗压应力强度远远大于抗张应力强度和抗剪应力强度
岩石 花岗岩 大理岩 石灰岩 砂岩 玄武岩 页岩 抗压强度 (MPa) 148 (37－379) 102 (31－262) 96 74 (6－360) (11－252) 20－80 抗张强度 (MPa) 3－ 5 3－ 9 3－ 6 1－ 3 抗剪强度 (MPa) 15－30 10－30 12－20 5－15 10 2
第一篇 弹性力学
化机专业需要掌握的固体力学知识弹性力学基础化机专需要掌握的固体力学知识摘自余国琮《化工机械手册（上卷）》空间问题；平面应力和平面应变问题；薄板的弯曲问题；旋转壳的轴对称问题。
塑性力学基础屈服条件和屈服面；加载条件加载和卸载准则；理想弹塑屈服条件和屈服面；加载条件、加载和卸载准则；理想弹塑性厚壁圆筒的弹塑性分析；结构的极限分析；理想弹塑性结构的安定性定理。
断裂力学基础线弹性断裂力学弹塑性断裂力学断裂韧度测试原和方线弹性断裂力学；弹塑性断裂力学；断裂韧度测试原理和方法；疲劳裂纹扩展；应力腐蚀开裂和腐蚀疲劳。
损伤力学基础弹性力学与有限元第一篇：弹性力学基础第一篇第1章弹性力学内容、基本假设和基本方法主要内容：1.1 弹性力学内容1.2 弹性力学的基本假设1.3 弹性力学的基本方法1.4 弹性力学的发展史14弹性力学的发展史1.1 弹性力学内容弹性力学内容（1）理论力学材料力学弹性力学区别？（1）理论力学、材料力学、弹性力学区别？理论力学材料力学弹性力学研究对象：刚体；研究内容研究对象：杆状构件研究对象：弹性体；研究内容研究内容：刚体件；研究内容：研究内容：梁、柱、壳体等受力的静、动力学（约束力、速度、加速梁、柱等杆件在拉、压、弯、壳、体等受力构件的应力、应变和位移的度）分析。
扭、剪状态下的应力和位移精确分析。
（2）弹性力学主要任务是什么？弹性力学的任务，与材料力学任务一样，是分析各种结构物或其构件在弹性阶段的应力和位移，校核它们是否具有所需要的强度和刚度，并寻求或改进它们的计算方法（如变分法、差分法、有限单元法）。
变分法差分法有限单元法）（3）弹性力学主要学习目的是什么？因为弹性力学是固体力学学科的理论基础，是学习有限单元法、塑性力学、断裂力学和疲劳等的基础课程。
学习的目的是使学生掌握分析弹性体应力和变形的基本方法，为分析弹性体应力和变形的基本方法为今后进一步的研究实际工程构件和结构的强度、刚度、可靠性、断裂和疲劳等固体力学问题建立必要的理论基础。
结构力学-第三章力法
6E ln1 n I1Mn13E ln1 n I1Mnnqn1 0
刘敬喜，2008
§ 3-3 刚性支座上连续梁与不可动节点简单刚 架计算
式中，i＝2,3,…,n-1； i(qi-1)——第i-1跨梁上所有 外荷引起得在支座i处的梁右端的转角； i(qi)表示第i跨梁 上所有外荷引起的在支座i处梁左端的转角； 1(q1)、
X1 X2
c、切断刚性联系〔梁式杆〕或去掉一个固定端——
去掉3个约束；
X3
X1
X1
X3
X2
X2
刘敬喜，2008
§ 3-1 超静定构造的组成与超静定次数确实定
d、将刚性连接改为单铰—— 去掉1个约束。
X1
本卷须知
〔1〕对于同一超静定构造，可以采取不同方式去掉多余 约束，而得到不同形式的静定构造，但去掉多余约束的 总个数应一样。 〔2〕去掉多余约束后的体系，必须是几何不变的体系，因
在vR 集1l 中3 R 载E 1l3荷,IvR R12l1作56 用R E 1l下3I:
0.713ql2
在集中载荷R2作用下: 0.464ql
0.107ql2 0.536ql
vR2l
5 6 R E 2l3,IvR2,2l
8R 2l3 3EI
0.607ql
0.393ql
刘敬喜，2008
§ 3-2 力法的根本原理及典型方程
正、负或零，且由位移互等定理：δij =δji
自由项ΔiP ——荷载FP单独作用于根本体系时， 所引起Xi方向的位移，可正、可负或为零。
刘敬喜，2008
§ 3-2 力法的根本原理及典型方程 〔2〕典型方程的矩阵表示
δ11 δn1
δ1n
X1 Δ1p 0
建筑力学基础【爆款】.ppt
绪
论
§1–3 杆件变形的基本形式
目录
.精品课件.
4
§1–1 建筑力学的任务
1-1-1 结构及其分类
结构与构件： 建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分称为结构 组成结构的每一部分称为构件
结构承受的荷载： 自重、风载、人群荷载、屋面积雪重量、吊车压 力等
非荷载影响因素： 温度变化、支座沉降、地震作用等
.精品课件.
.精品课件.
40
§2-3 力的平移
力的平移定理 作用于刚体上
的力可以等效地移动到刚体内 任意点，但须附加一力偶。
M M (F ) Fd
B
B
.精品课件.
41
§2–4 约束和约束反力
基本概念：
1、自由体：可以任意运动（获得任意位移）的物体。 2、非自由体：不可能产生某方向的位移的物体。 3、约束：由周围物体所构成的、限制非自由体
剪切
弯曲
.精品课件.
13
小结
概念：构件、强度、刚度、稳定性
任务：研究构件的强度、刚度、稳定性，为工程设 计提供理论依据和计算方法。
可变形固体与刚体：
四个基本假设：
对象：弹性范围内，均匀、连续、各向同性、小变 形的等直杆
四个基本变形：拉压、剪切、扭转、弯曲
.精品课件.
14
第2章 静力学基本概念
§2-1 力的概念 §2-2 力矩与力偶 §2-3 力的平移 §2-4 约束与约束反力 §2-5 物体的受力分析 §2-6 结构计算简图
空间任意力系
空间平行力系
（3）静力学公理
空间汇交力系
公理一 二力平衡公理
作用于刚体上的两个力，如果大小相等、方向相 反、且沿同一作用线，则它们的合力为零，此时， 刚体处于静止或作匀速直线运动。
【经典】结构力学(李廉坤第五版) 上
§2-4 瞬变体系
分析图示体系： 三根链杆平行且等长 从异侧连出时。体系 为瞬变体系。
§2-5 机动分析示例
例2-1 试分析图所示多跨静定梁的几何构 造。
解：地基与AB段梁看作一个刚片（两刚片 规上则述）刚；片与BC段梁扩大成一个刚片（两刚 片上规述则大）刚；片与CD段梁又扩大成一个刚片（两 刚DE片段规梁则同）样；分析（两刚片
需的最少联系
图示体系数计目算，自而由布度置W不=0，
当会成为几何可变但；布置不当，上部有多余 联系，
下 体部 系缺 计少 算联 自系 由，度是W≤几0何，可
变 是的 体。 系几何不变的必要条 件。
§2-3 几何不变体系的基本组成规则
三刚片规则 三个刚片用不在同一直线上的三个单
铰两两相连，组成的体系是几何不变的，且 没有多余联系。如图。
§2-3 几何不变体系的基本组成规则
两刚片规则
两个刚片用一个铰和一根不通过此铰
的链杆相连，组成的体系是几何不变的，且
没有多余联系。如图。
图示体系
也是按三刚片规则
组成的。将链杆看
作一个刚片，组成
的体系是几何不变
§2-3 几何不变体系的基本组成规则
如图所示，刚
片I和刚片II可以绕O点 转动；O点成为刚片I和
点O作相对转动，但发生
微小转动后，三根杆就 不再交于同一点，运动 也就不再继续发生。体
§2-4 瞬变体系
分析图示体系： 三根链杆平行不等长时， 交于无穷远处的同一点， 两刚片可相对平动，发 生微小相对移动后，三 杆分不析再图全示平体行系。：体系为 瞬三变根体链系杆。平行且等长时， 两刚片的相对平动一直 持续下去。体系为可§1-4 支座和结点的类型
支座：连接结构与基础的装置。 （1）活动铰支座
建筑力学-上海交大出版社资料
ｍ ＝ ± Ｆｄ 式中： 正负号———表示力 偶矩的转向。
子情境 ２.１ 静力学的基本知识
２.１.４ 力的平移定理
✓ 力的平移定理： 作用在刚体上的力 Ｆ， 可以平移到同一刚体上的任一点 Ｏ， 但必
须附加一个力偶，其力偶矩等于力 Ｆ 对新作用点 Ｏ 之矩。
子情境 ２.１ 静力学的基本知识
２.１.５ 平面一般力系向作用面内任一点简化 １.简化方法和结果
子情境 ２.１ 静力学的基本知识
２.１.２ 力对点之矩基本知识 ２.合力矩定理
子情境 ２.１ 静力学的基本知识
２.１.３ 力偶
✓ 力偶：作用在同一个物体上的 大小相等、方向相反、 作用线不 重合的两个平行力。 ✓ 一般用 Ｆ 与 ｄ 的乘积来度量 力偶对物体的转动效应， 并把这 一乘积加以适当的正负号称为力 偶矩， 用 ｍ 表示， 即：
✓ 结论：
平面一般力系向作用面内任一点简化的结果是一个力和 一个力偶。 这个力作用在简化中心， 它的矢量称为原力 系的主矢， 并等于原力系中各力的矢量和； 这个力偶的 力偶矩称为原力系对简化中心的主矩， 并等于原力系各力 对简化中心的力矩的代数和。
子情境 ２.１ 静力学的基本知识
２.１.６ 平面一般力系的平衡条件
子情境 ２.１ 静力学的基本知识
２.１.２ 力对点之矩基本知识 １.力对点之矩
✓ 由图 ２ －９ 可以看出， 力对点之矩还可以用以 矩心为顶点，以力矢量为底边所构成的三角形的面 积的 ２ 倍来表示。 即：
面积 ✓ 显然， 力矩在下列两种情况下等于零：
（１）力等于零。 （２）力的作用线通过矩心， 即力臂等于零。 力矩的单位是牛顿·米（Ｎ·ｍ）或千牛顿·米 （ｋＮ·ｍ）
轴力
把作用线与杆轴线相重合的内力称为轴力， 用符号 Ｎ 表示。 背离截面的轴力称为拉力， 指向截面的轴 力称为压力。 通常规定： 拉力为正， 压力为负。
子情境 ２.１ 静力学的基本知识
２.１.４ 力的平移定理
✓ 力的平移定理： 作用在刚体上的力 Ｆ， 可以平移到同一刚体上的任一点 Ｏ， 但必
须附加一个力偶，其力偶矩等于力 Ｆ 对新作用点 Ｏ 之矩。
子情境 ２.１ 静力学的基本知识
２.１.５ 平面一般力系向作用面内任一点简化 １.简化方法和结果
子情境 ２.１ 静力学的基本知识
２.１.２ 力对点之矩基本知识 ２.合力矩定理
子情境 ２.１ 静力学的基本知识
２.１.３ 力偶
✓ 力偶：作用在同一个物体上的 大小相等、方向相反、 作用线不 重合的两个平行力。 ✓ 一般用 Ｆ 与 ｄ 的乘积来度量 力偶对物体的转动效应， 并把这 一乘积加以适当的正负号称为力 偶矩， 用 ｍ 表示， 即：
✓ 结论：
平面一般力系向作用面内任一点简化的结果是一个力和 一个力偶。 这个力作用在简化中心， 它的矢量称为原力 系的主矢， 并等于原力系中各力的矢量和； 这个力偶的 力偶矩称为原力系对简化中心的主矩， 并等于原力系各力 对简化中心的力矩的代数和。
子情境 ２.１ 静力学的基本知识
２.１.６ 平面一般力系的平衡条件
子情境 ２.１ 静力学的基本知识
２.１.２ 力对点之矩基本知识 １.力对点之矩
✓ 由图 ２ －９ 可以看出， 力对点之矩还可以用以 矩心为顶点，以力矢量为底边所构成的三角形的面 积的 ２ 倍来表示。 即：
面积 ✓ 显然， 力矩在下列两种情况下等于零：
（１）力等于零。 （２）力的作用线通过矩心， 即力臂等于零。 力矩的单位是牛顿·米（Ｎ·ｍ）或千牛顿·米 （ｋＮ·ｍ）
轴力
把作用线与杆轴线相重合的内力称为轴力， 用符号 Ｎ 表示。 背离截面的轴力称为拉力， 指向截面的轴 力称为压力。 通常规定： 拉力为正， 压力为负。
弹性力学ppt课件
x
y
z
o
图1-5
*
图示单元体面的法线为y,称为y面，应力分量垂直于单元体面的应力称为正应力。 正应力记为σy,沿y轴的正向为正,其下标表示所沿坐标轴的方向。
σy
x
y
z
o
图1-6
（2）符号规定：
平行于单元体面的应力称为切应力，用 、 表示，其第一下标y表示所在的平面，第二下标x、z分别表示沿坐标轴的方向。如图1－6所示的 、 。
*
其它x、z正面上的应力分量的表示如图1－7所示。
凡正面上的应力沿坐标正向为正，逆坐标正向为负。
图1-7
x
y
z
o
平行于单元体面的应力如图示的τyx、τyz，沿x轴、z轴的负向为正。
图1-8
图1－8所示单元体面的法线为y的负向，正应力记为 ,沿y轴负向为正。
x
y
01
弹性力学基本假定，确定了弹性力学的研究范围:
理想弹性体的小变形问题。
02
1-4 弹性力学的学习方法
理解：偏微分方程组的直接求解是十分困难的，理解基本方程的意义。
做题：适当做题。
记忆：不要过分拘泥于细节，应着眼于推导的主要过程，公式的推导和记忆，最好通过矩阵形式和张量。
化简：善于利用小变形略去高阶小量，要分清主要边界和次要边界。
变形状态假定：
小变形假定--假定位移和形变为很小。
＜＜1弧度（57.3°）.
例：梁的 ≤10－3 ＜＜1,
a.位移＜＜物体尺寸,
例：梁的挠度v＜＜梁高h.
*
b.简化几何方程：在几何方程中，由于 可略去 等项,使几何方程成为线性方程。
小变形假定的应用： a.简化平衡条件：考虑微分体的平衡 条件时，可以用变形前的尺寸代替变形后 的尺寸。
y
z
o
图1-5
*
图示单元体面的法线为y,称为y面，应力分量垂直于单元体面的应力称为正应力。 正应力记为σy,沿y轴的正向为正,其下标表示所沿坐标轴的方向。
σy
x
y
z
o
图1-6
（2）符号规定：
平行于单元体面的应力称为切应力，用 、 表示，其第一下标y表示所在的平面，第二下标x、z分别表示沿坐标轴的方向。如图1－6所示的 、 。
*
其它x、z正面上的应力分量的表示如图1－7所示。
凡正面上的应力沿坐标正向为正，逆坐标正向为负。
图1-7
x
y
z
o
平行于单元体面的应力如图示的τyx、τyz，沿x轴、z轴的负向为正。
图1-8
图1－8所示单元体面的法线为y的负向，正应力记为 ,沿y轴负向为正。
x
y
01
弹性力学基本假定，确定了弹性力学的研究范围:
理想弹性体的小变形问题。
02
1-4 弹性力学的学习方法
理解：偏微分方程组的直接求解是十分困难的，理解基本方程的意义。
做题：适当做题。
记忆：不要过分拘泥于细节，应着眼于推导的主要过程，公式的推导和记忆，最好通过矩阵形式和张量。
化简：善于利用小变形略去高阶小量，要分清主要边界和次要边界。
变形状态假定：
小变形假定--假定位移和形变为很小。
＜＜1弧度（57.3°）.
例：梁的 ≤10－3 ＜＜1,
a.位移＜＜物体尺寸,
例：梁的挠度v＜＜梁高h.
*
b.简化几何方程：在几何方程中，由于 可略去 等项,使几何方程成为线性方程。
小变形假定的应用： a.简化平衡条件：考虑微分体的平衡 条件时，可以用变形前的尺寸代替变形后 的尺寸。
弹性力学平面问题教学课件
弹性力学平面问题教学课件
contents
目录
• 弹性力学基础 • 平面问题的基本概念 • 弹性力学平面问题的解析方法 • 弹性力学平面问题的数值解法 • 弹性力学平面问题的实例分析
01
弹性力学基础
弹性力学简介
弹性力学定义
弹性力学是研究弹性物体在外力作用下变形和内力的规律的科学 。
弹性力学的发展历程
有限差分法的优点在于简单 直观，适用于规则区域的问
题，且精度可调。
有限差分法的步骤包括建立离 散化的网格、选择合适的差分 格式、建立差分方程、求解离
散化的方程等。
边界元法
边界元法是一种将弹性力学问题转化为边界积分方程，然后通过离散化的 方式求解该边界积分方程的数值方法。
边界元法的优点在于精度高，适用于规则区域的问题，且对于复杂边界条 件处理能力强。
1. 初始化解的近似值。
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2. 根据迭代公式计算新的近似值。
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3. 检查收敛性，如果满足收敛条件则停止迭代，否则返 回步骤2。
在此添加您的文本16字
特点：简单易行，但收敛速度较慢，需要多次迭代才能得 到较为精确的结果。
牛顿-拉夫森法
• 概念：牛顿-拉夫森法是一种基于牛顿定理 的迭代方法，通过构造迭代公式来逼近真 实解。
从17世纪的材料力学到20世纪的有限元方法，弹性力学在理论和 实践方面都取得了重要进展。
弹性力学的重要性
在工程领域，弹性力学是解决复杂结构问题的基础，对于保证工程 安全和优化设计具有重要意义。
弹性力学的基本假设
01
02
03
连续性假设
假设物体由无数微小的单 元组成，每个单元之间没 有间隙。
contents
目录
• 弹性力学基础 • 平面问题的基本概念 • 弹性力学平面问题的解析方法 • 弹性力学平面问题的数值解法 • 弹性力学平面问题的实例分析
01
弹性力学基础
弹性力学简介
弹性力学定义
弹性力学是研究弹性物体在外力作用下变形和内力的规律的科学 。
弹性力学的发展历程
有限差分法的优点在于简单 直观，适用于规则区域的问
题，且精度可调。
有限差分法的步骤包括建立离 散化的网格、选择合适的差分 格式、建立差分方程、求解离
散化的方程等。
边界元法
边界元法是一种将弹性力学问题转化为边界积分方程，然后通过离散化的 方式求解该边界积分方程的数值方法。
边界元法的优点在于精度高，适用于规则区域的问题，且对于复杂边界条 件处理能力强。
1. 初始化解的近似值。
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2. 根据迭代公式计算新的近似值。
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3. 检查收敛性，如果满足收敛条件则停止迭代，否则返 回步骤2。
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特点：简单易行，但收敛速度较慢，需要多次迭代才能得 到较为精确的结果。
牛顿-拉夫森法
• 概念：牛顿-拉夫森法是一种基于牛顿定理 的迭代方法，通过构造迭代公式来逼近真 实解。
从17世纪的材料力学到20世纪的有限元方法，弹性力学在理论和 实践方面都取得了重要进展。
弹性力学的重要性
在工程领域，弹性力学是解决复杂结构问题的基础，对于保证工程 安全和优化设计具有重要意义。
弹性力学的基本假设
01
02
03
连续性假设
假设物体由无数微小的单 元组成，每个单元之间没 有间隙。
结构力学李廉锟第章结构弹性
y=? 0
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0 sin nl
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1 ? k3l F
0
k3 ? k3l ? F F k1 k1
k3 F
k2
F k2
F ? k2
?0
k1
1
实际上该结构是弹性支座等直压杆的一般情况，上式就是 等 直压杆稳定方程的一般形式。
如取 k2=k3=0 ，上式则为
平衡形式。
因此，欲使φ ≠0 时，则必须有 Fl - k = 0
(Fl ? k)? ? 0
欲使φ ≠0 时，则必须有
Fl - k = 0
F
A
EI=∞ l
B
k
F Fcr A
O
C B
φ
上式称为稳定方程或特征方程，反应了失稳时平衡形式的
二重性，即结构在新形式下也能维持平衡的条件。由此方
程可求出临界荷载
Fcr
例13-1 图式结构中两抗移弹簧的刚度均为k ，求结构的
临界荷载。
F
F
解：结构有 2 个稳定自 由度， 设失稳时 A、 B 点的侧 向位 移分别是 y1、 y2 。
A
k
EI=∞
l
B
EI=∞
k l
y1 ky1
y2 ky2
C
对AB段 ∑MB=0，有 对整体 ∑MC=0，有
? F ( y2 ? y1 ) ? ky1l ? 0 Fy1 ? ky1 ?2l ? ky2l ? 0
1
0
10
cos nl sin nl 0 0 1
01
0
n
?F k1
0 ? cos nl 0
sin nl n
y' ? ?? 2 ? n sin nl
0 sin nl
n n cos nl
1 ? k3l F
0
k3 ? k3l ? F F k1 k1
k3 F
k2
F k2
F ? k2
?0
k1
1
实际上该结构是弹性支座等直压杆的一般情况，上式就是 等 直压杆稳定方程的一般形式。
如取 k2=k3=0 ，上式则为
平衡形式。
因此，欲使φ ≠0 时，则必须有 Fl - k = 0
(Fl ? k)? ? 0
欲使φ ≠0 时，则必须有
Fl - k = 0
F
A
EI=∞ l
B
k
F Fcr A
O
C B
φ
上式称为稳定方程或特征方程，反应了失稳时平衡形式的
二重性，即结构在新形式下也能维持平衡的条件。由此方
程可求出临界荷载
Fcr
例13-1 图式结构中两抗移弹簧的刚度均为k ，求结构的
临界荷载。
F
F
解：结构有 2 个稳定自 由度， 设失稳时 A、 B 点的侧 向位 移分别是 y1、 y2 。
A
k
EI=∞
l
B
EI=∞
k l
y1 ky1
y2 ky2
C
对AB段 ∑MB=0，有 对整体 ∑MC=0，有
? F ( y2 ? y1 ) ? ky1l ? 0 Fy1 ? ky1 ?2l ? ky2l ? 0
1
0
10
cos nl sin nl 0 0 1
01
0
n
?F k1
0 ? cos nl 0
sin nl n
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莫霍面 岩石圈 压缩作用区域 Stage 1 - The generation of compressional forces initiate plate movements
shows stage 1 of foreland basin evolution. Compressional stresses generated at lithosphere plate boundaries, (yellow), can cause reverse movement along pre-existing and newly generated crust . This mechanism initiates the over thrusting process.
Stage 5 - Evolution of numerous basins as thrust propagates
四、前陆盆地的收缩构造系统
加拿大落基山山前的逆冲断层地貌景观
26四、前陆盆地的收ຫໍສະໝຸດ 构造系统前陆盆地与大油气田
盆 地 时 代 规 模 储 量
东西宽160km，南北长1200km； 中侏罗世至白垩纪 延伸总长度大于6000km， 面积约1.9×106km2 晚始新世至今 早始新世至今 长1800km，宽250～300km， 面积为45～54×104km2 面积210000km2； 瓜里科次盆地480 km×260km 马图林盆地520 km×170km 7.84×108t（油） 2.1×108t液化石油气 1.9×1012m3天然气 2380×108t重油 4811×108m3（煤层气） 210×108t（油） 16.98×1012m3（气） 28×108t（油） 1.87×1012m3（气） 1680×108t（重油）
10
推覆与滑覆的区别
地层层序 – 推覆：老地层推覆到年轻地层之上，具有规律性、连续性 较好，地层序列相对容易恢复 – 滑覆：规律性连续性差，部分地层缺失并由于滑覆顺序 （新地层先滑），可形成倒序叠置 断层根带产状 – 推覆：变陡，倾向后方 – 滑覆：变缓，倾向前方 断面形态、倾向 – 推覆：铲状，倾向根带 – 滑覆：台阶或平滑弧形，倾向前锋 • 变形结构对比
根 带
逆冲断层系统的根带一般位于造山带轴部或靠山脉一 侧的前陆盆地边缘，以强烈挤压作用为主，发育高角度逆 冲断层甚至发育具轴面劈理的挤压褶皱，显示基底卷入的 逆冲构造样式特点。
根带内由于强烈的挤压作用，往往伴随强烈的隆升和 剥蚀作用、以及岩浆活动和变质作用。
17
四、前陆盆地的收缩构造系统
中 带
中带一般位于前陆地区逆冲楔状体，以薄皮逆 冲构造样式为特点，发育各式双重构造、断弯褶皱 和叠瓦状构造等，并显示出近水平的剪切作用
第三章 水平收缩构造
一、收缩构造的基本构造样式 二、薄皮（盖层滑脱式）收缩构造
三、基底卷入式收缩构造
四、前陆盆地的收缩构造系统
1
4、薄皮收缩构造形成机制
重力扩展模式
在逆冲作用中其主导作用的是地表的坡度，而不是实际的滑动面
2
第三章 水平收缩构造
一、收缩构造的基本构造样式 二、薄皮（盖层滑脱式）收缩构造
四、前陆盆地的收缩构造系统
剥蚀 沉积
Stage 4- Infilling of basin through erosion
The rate and magnitude of foreland basin evolution is controlled by the complex interaction of several geological processes .Some of these include erosion rates and magnitude and ease of thrust faulting. As a mountain belt is eroded this material will be deposited in the foreland basin, generating further loading and enhancing the depth of the basin. The combination of thrust and sediment loads causes subsidence of the crust, and forms a deep flexural basin . 24
5
三、基底卷入的收缩构造
南侏罗山－外阿尔卑斯边界的横剖面（据Beck,1999）
6
4、薄皮收缩构造形成机制
重力扩展模式
7
推覆与滑覆的区别
挤压推覆整体处于挤 压状态，自根带至锋 带均表现为压缩形变， 在一定程度上根带的 挤压强度甚至大于中 带或锋带的挤压强度。
重力滑动作用引起的滑覆变形， 由根带到锋带，由拉伸转化为 挤压，挤压强度趋向锋带增大 滑覆中的滑动系统为自由滑落， 不同部分的运动可以彼此无关。 最年轻地层往往最先下滑，然 而较老地层相继滑动，并盖在 先滑岩层之上，形成倒序叠置， 但每一滑动岩席内部的层仍保
四、前陆盆地的收缩构造系统
弯曲凸起
单斜挠曲
Stage 3 - Overlying load creates a flexure by down moving the footwall
The thickening of the crust and formation of the mountain belt forces a load upon the lithosphere, which creates down flexing or a flexure force. As a result of the down flexing, a foreland basin is generated ahead of the mountain belt within the depression . The basin reaches it‘s maximum depth where the greatest flexure is applied, which is usually immediately beside the mountain, but occasionally the nature of the surrounding subsurface sediments may dictate basin morphology. 23
14
四、前陆盆地的收缩构造系统
前陆盆地的发育主要与冲断层带的活动有关，由于冲断带荷载 使岩石圈挠曲，形成前陆沉降。 前陆盆地边缘的逆冲断层可以是基底卷入型的逆冲断层，也可 以是薄皮的逆冲断层，以基底卷入型为主，以向前陆方向逆冲的板 状叠瓦逆冲断层组合为特征。 15
四、前陆盆地的收缩构造系统
逆冲断层系的上盘系统可能包含有从地壳深部逆冲上来的岩石 或经过强烈挤压变形的造山带物质。 有些逆冲断层则是在褶皱变形基础上形成的，即岩层先挤压褶 皱变形，进一步褶皱紧闭－倒转，最后的倒转翼发生逆冲断层。 在前陆盆地边缘的逆冲褶皱带可有多次逆冲作用叠加的变形。 如果造山楔有较大的逆冲位移，其底部也可发育双重构造。
21
四、前陆盆地的收缩构造系统
推覆背斜构造
Stage 2 - Thrusting of hanging wall over the footwall creates a thrust anticline structure
An uplift structure called a thrust anticline is created when reverse movement along the mantle crust causes the hanging wall of the fault to be displaced over the footwall. This process of displacing the hanging wall material onto that of the footwall generates the initial 22 mountain belt and also thickens the crust, through over thrusting layers on top of one another.
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四、前陆盆地的收缩构造系统
① 它是陆壳上一个长条 形沉积物丰富的聚集区，位 于造山带和克拉通之间，它 的形成与消减带的地球动力 学作用和周缘或弧后褶皱冲 断带活动有关；
②它由4个单独的沉积带 组成，即顶部尖灭带（楔形 顶）、前渊、前缘隆起（前 隆）、后缘隆起（后隆）； ③ 前陆盆地延伸长度大 约与冲断、褶皱带长度相当
– 挤压推覆：水平挤压引起的垂向伸长
– 重力滑覆：水平伸长
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第三章 水平收缩构造
一、收缩构造的基本构造样式 二、薄皮（盖层滑脱式）收缩构造
三、基底卷入式收缩构造
四、前陆盆地的收缩构造系统
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四、前陆盆地的收缩构造系统
前陆盆地（Foreland Basin） 形成于收缩造山带与相邻克拉通之间，平行 于造山带呈狭长带状展布的不对称冲断挠曲盆地。
铲式逆冲断层与蛇头构造 坡坪式（逆冲断层与断弯褶皱） 盲冲断层、断展褶皱、断滑褶皱 双重构造 冲起构造和三角带构造 撕裂断层和逆冲调节带
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四、前陆盆地的收缩构造系统
前陆盆地中的逆冲断层系统自山脉向前陆地区大致可分为逆冲断层系统 的根带、中带和前锋带三部分。挤压强度逐渐减小，挤压收缩应变由大变小
四、前陆盆地的收缩构造系统
前缘
背驮式盆地
Foreland basin evolution is a dynamic and somewhat destructive process . In general thrust movement propagates further and further onto the foreland . The dynamic nature of thrusting creates the stacking of multiple thrust anticline structures on top of each other . This enhances the size of the mountain belt. Similarly, the foreland basin structure is continually modified as older sections, are incorporated into new uplift structures, while new basin development occurs further onto the foreland. The thrust faulting also causes changes to occur within the lithosphere as can be seen on the figure as the overloading weight causes the downward flexing of the crust-mantle 25 boundary (Moho).