变形岩石的应变分析

地壳中的岩石受力作用后,可以发生整体移动或转动,或两者兼有,而岩石内部可不发生任何变化.如果岩石受力后,内部质点出现相对位移,就产生岩石的变形.变形程度的大小叫应变.分析变形岩石应变的大小和特点,有助于了解应力作用的情况,为应力分析提供可靠的依据;通过应变分析还可以确定岩石的变形机制.因此,应变分析是构造地质学的重要组成部分. 最早从事岩石应变分析的是豪顿(1856).他将未变形的腕足类化石和已变形的同类化石加以比较,从而计算出变形化石的主应变轴率的大小.豪顿假设变形是均匀的,而且有两个主应变轴是位于劈理面上.魏特斯坦(1886)曾根据第三纪板岩中的变形鱼化石计算岩石的主应变轴     

变形岩石有限应变的图解表示方法

自变形岩石的有限应变分析用于构造地质学研究以来,如何表示有限应变是构造地质工作者一直在讨论研究的问题之一。国外已经研究出了一整套表示方法。在国内这项研究工作还刚刚开始,部分构造地质工作者对于有限应变分析和图解的表示方法还不十分熟悉。为了使大家对有限应变图解表示法有一个较清楚的了解,本人谈一谈我们学习和研究过程中的点滴体会,以希起抛砖引玉之用。由于我们水平有限,文中难免有错误,乞望读者指正。归纳起来,有限应变的表示法有两类:一类是数字表示法,一类是图解表示法。如一个单位立方体受均匀有限变形后成为一个长柱体,其有限应变为: 三个主应变为ex,er和ez(ex≥er≥ez),用自然(或对数)应变表示则为:     

变形化石的有限应变分析(下)

图10表示瓣鳃类化石变形前后的形态。     

有限变形应变与裂隙网络渗透系数耦合模型

根据有限变形力学理论,编制了弹性均质岩层在采矿影响下位移和应变的有限元计算程序,并根据岩层位移可改变裂隙宽度,进而引起裂隙渗透系数变化的思路,实现了有限变形应变与裂隙网络渗透系数的耦合分析,并就一个采矿引起顶板岩层裂隙渗透系数变化的模型进行了分析计算。结果表明,纵向裂隙的渗透系数增大约４倍,而在不考虑顶板岩层离层的情况下,横向裂隙的渗透系数减少约４倍。可见顶板岩层的变形对裂隙网络的渗透系数有显著的     

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。     

充分利用剪切带面状变形要素计算应变参数

测定小型剪切带变形构造，是研究地壳大型剪切带运动学机制的基础，也是恢复造山带应平衡剖面的工作手段之一。本以小型脆－韧性切剪带及Ｓ－Ｃ韧性剪切面理构造为例，介绍如下方法：①利用野外所测剪切带各种产种产状要素，通过赤平极射投影计算出剪切指向和应力状态；②按照简单二维有限应变的原理，求出剪切带的应变参数及沿剪切指向所发生的位移量。     

基于InSAR形变监测的四川甲居古滑坡变形特征

位于四川省丹巴县聂呷乡甲居村的甲居古滑坡主要由甲居滑坡(H01)、聂呷坪滑坡(H02)、小巴旺村滑坡(H03)、聂拉村滑坡(H04)和山顶滑坡(H05)等5个次级滑体组成.受区域构造、强降雨、河流侵蚀、地层岩性等因素影响,甲居古滑坡次级滑体持续发生蠕滑变形,对位于滑体上的村庄、道路和前缘大金河等具有较大危害,2020年遭受50年一遇的强降雨后,古滑坡变形速率有进一步增大的趋势.采用SBAS-InSAR技术,结合遥感解译和现场调查,获取了甲居古滑坡2018年6月至2021年8月的地表变形特征,通过二维形变速率转换获取了甲居古滑坡沿斜坡向(slope)和垂直向(vertical)的形变速率.研究认为,甲居古滑坡沿雷达视线方向(V_LOS)形变速率最大达-179 mm/a,沿斜坡方向的形变速率(V_s)最大为-211 mm/a,沿垂直方向的变形速率(V_v)最大为-67 mm/a.甲居滑坡的北侧区域、聂拉村滑坡的南侧区域和山顶滑坡后缘变形较大,总体上位于强变形-极强变形区.甲居古滑坡的变形机制具有一定差异,其中甲居滑坡以牵引式变形为主,聂拉村滑坡以推挤式变形为主.由于古滑坡地质构造复杂、新构造活动强烈,在强降雨和河流侵蚀作用下极易导致滑坡蠕滑速率加快并进一步失稳,形成堵江溃坝等灾害.建议加强次级滑体的地表变形监测,为流域性地质安全风险防灾减灾提供技术支撑和科学依据.      

基于传感光缆应变分布的土体剪切变形计算方法

分布式光纤传感技术是近年来在国内外的工程项目中逐渐崭露头角的一项新型技术, 以其全分布、准实时、抗干扰、高耐久性等优点, 成为目前岩土体监测研究中的一项热点技术。将传感光缆埋设在土体中, 对土体的剪切变形进行分布式测量, 依据传感光缆的应变分布与土体变形之间的对应关系, 提出了基于圆弧曲线和Logistic生长曲线的两种传感光缆应变分布土体剪切变形转换模型, 并初步探讨了模型的适用性, 设计了土体室内剪切试验, 依据试验数据对转换模型进行了验证, 最后将两种该模型用于三峡库区马家沟滑坡现场分布式光纤监测数据的分析。结果表明, 采用本文提出的转换模型, 可以根据传感光缆的应变分布计算得到土体的剪切变形。     

岩石应变软化变形特性及损伤本构模型研究

对滇藏铁路三江段的花岗岩进行了单轴和常规三轴压缩试验,研究了岩石在不同围压条件下的变形特性及其损伤演化规律。试验结果表明:该岩石压缩变形过程中,内部裂隙的演化经历了无起裂、起裂并稳定扩展、加速扩展、扩展变缓以及扩展停止5个阶段,且围压对岩石变形特性有显著影响。在此基础上,提出了基于有损微元生成的损伤演化模型,建立了三轴压缩条件下岩石应变软化损伤本构模型。该模型能够统一描述岩石峰前及峰后全部变形特性及其损伤演化规律,且损伤方程形式简单、参数物理意义明确。理论结果和试验数据具有很好的一致性,且参数分析结果也表明了该模型的合理性。     

新疆觉罗塔格韧性变形带应变结构及其动力学意义

应变结构(Strain texture)指韧性变形带岩石应变行为和与其所导致的变形带地壳应变效应之间的相互关系。      

细砂岩裂纹周围变形破坏过程及应变场分布

用扫描电镜实时观测研究了含不同方向预制裂纹的平板状砂岩试件中不同尺度上微破裂的萌生、扩展、集结和连通，以及形成宏观破裂的过程，对一些局部破裂现象进行了实时显微照相。在实验观测的基础上，利用数字图象相关程序对裂纹周围变形场进行了分析计算。研究结果表明：在裂纹开裂过程中，裂纹周围产生较强的应变集中带，其应变值远远超过单轴压缩试验中记录到的平均2％～5％的破坏应变值；而远离破裂带，应变量则低于2％～5％的破坏应变值，说明了岩石试件的破坏过程是一个非均匀的变形分布及传播过程。     

考虑残余体应变的土石坝地震永久变形分析

地震永久变形是评价土石坝抗震稳定性的一个重要依据,其合理计算需要同时考虑材料的残余体积应变和残余剪切应变的影响。因此,在过去提出的永久变形等效节点力计算方法的基础上,通过考虑剪切压缩耦合作用来反映残余体积应变对地震永久变形的影响,并推导了相应的模量矩阵,明确了参数选择和计算步骤。对典型单元体的残余变形模式进行了分析,计算得到的剪切应变和体积应变大小均与理论值相符,验证了模量矩阵的可靠性。在此基础上,对心墙堆石坝和面板堆石坝的算例进行了计算,重点分析了竖直向、顺河向和横河向3个方向永久变形分布,并与实测规律进行比较。计算结果表明,考虑残余体应变之后,所提方法能够反映土石坝地震永久变形以沉降为主、水平变形相对较小的特点,可更为合理地反映地震永久变形的规律。     

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。     

平面应变条件下粗粒土的变形特性试验研究

使用河海大学TSW－40型真三轴仪,对粗粒土分别进行平面应变和常规三轴压缩试验,研究了粗粒土在平面应变条件下的应力-应变关系及各种应变之间的关系,包括：主应力差? 1-? 3(? 2-? 3)与大主应变?1、主应力比? 1 /? 3(? 2 /? 3)与大主应变?1、球应力p与体积应变?v、偏应力q与偏应变? s、广义应力比q/p与广义剪应变? s、小主应变? 3与大主应变?1、体积应变? v与广义剪应变? s之间的关系。试验结果表明,对于相同的? 3,平面应变试验的(? 1-? 3)(或? 1 /? 3)-ε1曲线位于常规三轴压缩试验相应曲线的上方;? 3大的(? 1-? 3)(或? 2-? 3)-? 1曲线在上方,而? 3大的? 1 /? 3(或? 2 /? 3)-? 1曲线在下方;对于相同的? 3,在相同的? 1下,平面应变条件下的小主应力方向膨胀量要比常规三轴压缩条件下的大;产生相同的? s时,? 3越大,? v越大,对于相同的? 3,平面应变条件下的? v要比常规三轴压缩条件下的大;粗粒土在平面应变和常规三轴压缩条件下加荷时,具有归一化的双曲线应力-应变关系。研究表明,采用非线性弹性模型计算粗粒土的平面应变问题时,有必要考虑弹性模量E和泊松比? 的各向异性。     

形变数字化观测曲线畸变与处理——兼论资料预处理中遇到的一些问题

数字化形变台站日常下载、处理直至管理数据,都应用《数字化通讯控制软件》、《形变前兆台站(网)数据处理系统》及《形变前兆数据库服务软件(台站版)》等三个软件交互进行,在实际使用过程中会遇到一些棘手的问题。本文结合我台的观测工作的实践,总结经验,以供台站同行共享。     

形变数字化观测曲线畸变与处理——兼论资料预处理中遇到的一些问题

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