在变形岩石中确定应变椭球体方法的探讨

本文研究了四十年代以来确定变形岩石应变椭球体的方法,并结合实例给出一种简明、精度较高的从三个或更多任意截面上的二维应变测量数据,计算三维应变椭球体之主轴大小和方向的算法。     

旋扭构造的成因类型和演化规律的光弹实验及变形特征分析

应用无限小弹性理论讨论旋扭构造的形成机制,最近几年来已发表了数篇论文。然而,这些讨论都是建立在无限小弹性理论假设的基础上,这种理论的一个显著特点是把应力主轴和应变主轴看作重合的,就是说应力迹线的形态和性质反映了结构面展布的形态和力学性质。因为采用了无限小变形的假设,所以也就不必考虑有限变形和旋转变形问题。但是我们清楚地知道旋扭构造的形成一般都经过了较大的变形,在这种大变形的条件下应力场和应变场之间的关系如何?在大变形过程中结构面力学性质     

白银厂矿区劈理成因的磁组构分析

将磁性组构方法用于甘肃白银厂矿区的构造分析.结果表明该区岩石的磁性组构与岩石组构具有同一分布规律.岩石的磁线理与岩石的拉长线理L~a近于一致,磁面理与第一期劈理S_1基本平行,并垂直于岩石的磁化率椭球的最小主轴,也垂直于应变椭球的最短主轴方位,故推断第一期劈理S_1的成因主要属压扁成因.同时受到后期的多次变形与褶皱迭加影响.S_1轴面的优选面状分布发生变位不大,表明该区多次构造变形主要来自早期的同一主应力场作用所致.矿区岩石的磁面理与应变椭球拉长轴面或第一期劈理面S_1存在某些的角度差,表明该区岩石的劈理面由于受后期多次构造变形影响,可能发生剪切运动或旋转机制.     

利用任意三个互不平行的截面进行三维应变计算的一种改进算法

进行有限应变测量是构造地质学的一项重要任务,而如何通过平面二维应变计算三维应变椭球就成为有限应变测量中的一个重要问题．现行的由任意三个互不平行的平面上进行计算三维应变椭球需要首先要进行相容性和误差调整,造成了计算过程的复杂性。本文在前人工作的基础上,利用数学方法,将相容性调整和应变椭球系数的计算合二为一,从而简化三维应变的计算。     

变形化石的有限应变分析(上)

在地质上应用变形椭球的概念研究构造形变已有一段历史了。自Becker (1893)以来,得到越来越多的应用。它的基本观点是,在均匀应变情况下,一个原始的球形物体,在变形后成为椭球体;根据椭球的形态可以确定应变状态。      

惯量投影椭球在构造变形分析中的意义初探

本文讨论了一种新的数学工具,即惯量投影椭球（和椭圆）,在具有任意形状构造变形体的变形描述与应变分析中的意义。论证了在均匀的递进变形过程中,构造标志体惯量投影椭球的变形与其自身的变形保持一致,两者遵循同样的均匀变形方程。在进行构造变形描述和分析时,构造标志体形状与其惯量投影椭球是等效的。惯量投影椭球具有有限应变椭球相同的性质,可以用来描述任意形状构造标志体的变形,并可以替代具有任意形状构造标志体进行变形分析。先前适用于椭圆形标志体变形分析的方法均可应用于具有任意形状的构造标志体。这将为我们对具有任意形状的构造标志体变形的描述和分析提供方便和有用的数学工具。     

岩石渗透性随灰岩埋深的各向异性变化律

在中国山东金岭铁矿和湖南辰溪煤矿顺灰岩建造的埋深,连续测量了大裂隙系统和微裂隙系统的渗透张量,查明了岩石渗透性随灰岩埋深的各向异性变化律。发现有一个过渡带将整个灰岩分成两部分,在过渡带之上,岩石渗透张量的K_2>K_X或K_2 >K_Y,是一个竖立的椭球;而在过渡带之下,岩石渗透张量的K_2相似文献   

对磁组构在岩石变形分析应用中若干问题的思考

在应用传统的磁组构方法进行岩石构造变形分析时,发现这些方法中有许多不完善之处,如变形岩石磁化率量值椭球和应变椭球是否可以对应及对应条件,初始磁组构是否会影响变形碉石磁化率量值椭球与应变椭球的对应关系,岩石脆性破裂前的塑性变形是否影响磁组构,韧性变形如何影响磁组构,能否用磁组构来推断主应力方向,Ｒａｔｏｒｅ（１９８０）最小磁化率指向对韧性剪切带运动方向和方式的分析在多期变形区是否适用等,并据此提出解     

非平面应变在平衡剖面中的应用：恢复参数的计算

本文给出的一系列方程，可用于根据测得的应变轴比率和轴的方位，计算应变椭球体和径向应变，这一方法的基础，在于蕴含最有构造和运动信息意义的横剖面和裂面和取的应变资料，方程还可用于计算“刺线”轨迹，从而合理地恢复平衡剖面中的切变单元。     

峰峰矿区通二井田煤镜质组有限应变特征及其应用

利用MPV—COMPACT型显微光度计对峰峰矿区通二井田煤镜质组反射率进行较系统的测试,发现井田内煤 3个光轴体主轴互相垂直,最大反射率轴倾角多数集中在 68°～69°之间,倾伏向有 3个方向,即近 280°、近 90°和近 180°。测区内煤的镜质组反射率椭球体的变形特征属于拉长型应变和压扁型应变。该井田煤镜质组反射率椭球体有限应变特征分析结果表明在煤系地层中,煤的最大镜质组反射率的方位除与区域构造应力场的作用有关外,还与其所处的局部构造位置有关。在断层附近,反射率Ro_max和Ro_min的差值随着距断层的距离增加而减小,且在断层面的两盘发生突变。这一特征有助于煤矿井下构造的预测。     

磁化率各向异性:在沉积学、火成岩石学以及构造地质学中的应用

一、引言如Graham(1954)所注意到的,磁化率各向异性(A MS)在研究地质过程中有很多用途。这种各向异性反映岩石磁化中磁化强度的方向性变化,主要是其中铁的氧化物特别是磁铁矿和赤铁矿。A MS常用一个椭球体表示,其三个主轴从大到小依次为k_1、k_2和k_3。虽然磁化率异常各向异性椭球体也由磁晶(magnetocrystalline)的各向异性和仪     

岩石有限应变测量的莫尔圆图解网法

通常进行的应变测量需经过繁杂的数学计算或莫尔圆作图才能获得应变结果。本文介绍了笔者新设计的莫尔圆图解网及其使用方法。它可以快速准确地作出莫尔圆,进而求得应变结果,也可用于求解应力莫尔圆问题。     

一种模拟韧性剪切带中椭球状标志体运动、变形的新方法

韧性剪切带中赋存的椭球状应变标志体(砾石、碎斑等)是研究剪切带运动学、动力学的重要应变标志体。传统研究中椭球状标志体通过对野外露头的观测或与实验岩石学结合,判断剪切带运动方向、探讨运动学和流变学特征。随着数值模拟技术在韧性剪切带中的引入和推广,国内外许多学者试图恢复椭球状标志体的运动轨迹和变形特征,并取得了显著的成果。然而,国内文献对于模拟韧性剪切带椭球状标志体的定量及模拟研究甚少,研究方法也鲜为介绍。基于此,针对韧性剪切带中椭球状标志体变形的最新研究进展,详细介绍建立在Jeffery理论和Eshelby理论之上的数值模拟思路和方法,并利用Mathcad软件模拟了给定条件下的椭球状标志体的运动轨迹、变形特征。     

应变分析法与GPS网优化设计

本文借助于弹性力学应变分析理论，提出ＧＰＳ网应变强度分析法，建立了对应于椭球微分坐标系的“位移－应变”数学模型，分析了ＧＰＳ模拟网应变强度的分布情况，得出一些有益的结论。     

构造变形流变场分配多尺度数值模拟研究

流变场分配(flow field partitioning)现象在自然界高应变岩石中十分常见。传统的基于固体连续变形机制理论的变形分析中,流变场分配问题往往被忽略,致使应变带中流变场如何分配一直都缺乏深入认识。Eshelby阐述了嵌入均匀介质中的椭球体内流变场的数学方法,为探讨流变场的分配奠定了理论基础。本文从固体连续变形机制入手,重点介绍基于Eshelby理论的多尺度数值模拟思路和方法,探讨流变场分配问题。模拟结果表明:嵌入基质中的椭球体内分布的流变场主要取决于椭球体与基质间的相对流变强度,椭球体的相对流变强度越低,其变形越接近于简单剪切,且有限应变积累越快。模拟还揭示,不同流变强度的椭球体内模拟拉伸线理和面理产状的总体格局反映基质流变场特征。由此得到以下结论:(1)在流变场分配现象显著的区域,局部小尺度上应变、涡度测量分析结果无法直接揭示区域流变场运动学边界条件,对这些区域的构造变形分析必须是多尺度的;(2)基于Eshelby理论的以实质变形组构为约束的多尺度数值模拟分析,能更为合理地揭示高应变岩石中流变场的分配。     

衡山岩体西缘韧性剪切带磁性组构研究

本文对采自衡山花岗岩体西缘韧性剪切带的标本进行了岩石磁性组构研究,并将其与常规应变分析方法所得结果予以比较,表明了岩石磁化率各向异性椭球体与应变椭球体之间有一定的对应关系,岩石磁化率各向异性技术可望成为构造地质学的一种新手段。岩石磁性组构资料可应用于变形岩石的应变分析,特别是在没有宏观应变标志或者通常的岩石组构分析方法太费时间的情况下更显出其优越性。     

一平浪煤矿南井田构造应力场量化分析及意义

本文采用正投影方法,对云南禄丰县一平浪煤矿南井田断层构造行迹之应变椭球体进行平面投影处理,应用构造应力场量化分析方法,得出其构造应力场的三个主应力轴产状,分别为:σ_1:199°∠14.5°,σ_2:99°∠33°,σ_3:311°∠53°,从而确定南井田其构造应力场特征和构造行迹为一典型"入字型"构造。     

岩石磁组构在断裂变形性状与期次研究中的应用——以广西博白-合浦断裂为例

岩石磁化率椭球体的三个轴与应变椭球体的三个轴方向相平行,并具有一定的共构关系.变形岩石的磁组构参数P、T、F、L以及磁化率椭球体主张量方向等可以用来定量地表征岩石变形的性状及期次.本文通过实测和计算27个样品的磁组构参数,研究了博白-合浦断裂带的变形性状与期次,结果表明:博白-合浦断裂带大致经历了三期构造变形作用,不同时期具不同性质的构造变形.变形性状分别表现为韧性、韧-脆性及脆性变形,应变行为分别表现为平面、非平面和线性应变.     

湖北青峰韧性剪切带构造岩的磁性组构研究

通过对青峰韧性剪切带中糜棱岩的磁性组构研究,同时与常规主应变分析方法所测结果比较,表明岩石磁化率各向异性椭球体与应变椭球体之间有一定的对应关系。磁性组构的特征为构造岩变形机制,以及断裂带的运动学、动力学等的研究提供了一种比较可靠、准确、方便的方法。     

颗粒棱度指标的改进及其对剪切特性的影响

颗粒的三维形态特征对颗粒材料的抗剪强度有着很大的影响,而现有的研究缺乏对不规则颗粒三维形态的定量评价指标。本文在对实体颗粒进行三维建模后,利用离散元软件PFC3d建立了三维直接剪切试验条件,通过对比室内试验结果完成了对模型的验证以及参数的选取。利用颗粒的转动张量矩阵来确定颗粒等效椭球体各个轴的长度及方向,基于该等效椭球体改进了三维棱度指数的计算公式,在此基础上分析了颗粒形状对于颗粒材料力学性质的影响。研究结果表明:剪应力随着剪切应变的增加不断增加,曲线呈现出非线性特征,有明显的极值,不同形状颗粒粒组的应力-应变曲线在形态上有很大的不同。随着颗粒棱度的增加,其抗剪强度和内摩擦角都明显增加,其关系可以用对数函数进行拟合。拟合后的关系式表明,抗剪强度及内摩擦角与颗粒棱度的自然对数呈线性关系,其中内摩擦角与颗粒棱度自然对数拟合直线的斜率为7. 621、截距为63. 653。