岩石力学 3 rock dynamics
合集下载
《岩石力学》课件(完整版)-第三章岩石动力学基础
能量吸收是指岩石在冲 击或振动载荷作用下吸 收能量的能力，与岩石 的破碎和变形有关。
疲劳是指岩石在循环载 荷作用下发生损伤和破 坏的现象，对地下工程 和边坡工程的稳定性有 重要影响。
03
岩石动力学的基本理论
弹性力学基础
01
弹性力学基本概念
弹性力学是研究弹性物体在外力作用下的应力、应变和位移的学科。它
理论分析方法。这些方法可用于求解各种复杂弹性力学问题。
塑性力学基础
塑性力学基本概念
塑性力学是研究塑性物体在外力作用下的应力、应变和位移的学科。塑性物体在达到屈服 点后会发生不可逆的变形，其应力-应变关系不再满足胡克定律。
塑性力学的基本方程
包括屈服准则、流动法则、增量理论和边界条件等。这些方程描述了塑性物体内部的应力 、应变和位移之间的关系，以及物体与周围介质之间的相互作用。
有限元法是一种将连续介质离 散化为有限个小的单元体，并 对每个单元体进行力学分析的 方法。
有限元法是一种将连续介质离 散化为有限个小的单元体，并 对每个单元体进行力学分析的 方法。
有限元法是一种将连续介质离 散化为有限个小的单元体，并 对每个单元体进行力学分析的 方法。
离散元法
离散元法是一种将连续介质离散化为一系列刚性或弹性 单元体的方法。
数据分析
对实验获取的大量数据进行处理和分 析，提取岩石的动力学特性，如阻尼 比、质量放大系数等。
结果解释
根据实验结果，解释岩石在动态载荷 作用下的破坏机制和演化过程，为工 程设计和安全评估提供依据。
实验研究的挑战与展望
挑战
岩石动力学实验技术难度大，需要克服实验条件苛刻、测量精度要求高等问题。 同时，岩石材料的非线性、各向异性等特性也给实验结果分析带来困难。
岩石力学复习资料
岩石力学复习资料岩石力学是研究岩石在地壳内的力学性能和岩石体受力行为的科学。
它是岩土工程学和地质科学等学科的基础，对于岩土工程设计和地质灾害研究具有重要意义。
本文将回顾岩石力学的基本概念、岩石的力学参数以及岩石的力学行为。
一、岩石力学基本概念1. 岩石力学的定义岩石力学是研究岩石在地壳内受力行为和力学性能的科学。
2. 岩石力学的分类岩石力学可以分为静力学和动力学两个方面，静力学研究岩石在静态力下的受力行为，动力学研究岩石在动态力下的受力行为。
3. 岩石力学的应用领域岩石力学广泛应用于岩土工程设计、地质工程、矿山工程、地震工程等领域。
二、岩石的力学参数1. 岩石的强度参数强度参数是描述岩石抵抗外力破坏的能力的物理参数，包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。
2. 岩石的变形参数变形参数是描述岩石受力后变形行为的物理参数，包括弹性模量、切变模量、泊松比等。
3. 岩石的破裂参数破裂参数是描述岩石破坏过程的物理参数，包括岩石的裂纹扩展速率、割裂强度等。
三、岩石的力学行为1. 岩石的离散性与连续性岩石具有离散性与连续性两个特点，离散性体现为岩石的裂缝和节理，连续性体现为岩石的均质性和各向同性。
2. 岩石的强度与变形特性岩石的强度和变形特性是岩石力学的核心内容，强度特性决定了岩石的抗破坏能力，变形特性描述了岩石在受力下的变形行为。
3. 岩石的破坏机理岩石的破坏机理是研究岩石力学行为的重要内容，常见的岩石破坏机理包括拉裂破坏、压碎破坏、剪切破坏等。
四、岩石力学实验岩石力学实验是研究岩石力学行为的重要手段，常用的岩石力学实验包括压缩试验、拉伸试验、剪切试验等。
五、岩石力学在工程中的应用1. 岩土工程设计岩石力学为岩土工程设计提供了可靠的理论依据和实验方法，通过岩石力学参数的测定和工程实例的分析，可以有效评估岩土体的稳定性和承载能力。
2. 地震工程岩石力学对地震工程的设计和评估具有重要作用，通过岩石的动力学特性和破坏机理的研究，可以预测地震对岩石体的影响，提高地震工程的抗震能力。
高等岩石力学--岩石动力学及流变特性 ppt课件
ppt课件
14
流变模型（rheological models）
ppt课件
15
ppt课件
16
西原模型
最能全面反映岩石的弹-粘弹-粘塑性特性
ppt课件
17
目前岩石流变研究方向和内容
软岩和节理发育岩体的流变试验研究 流变模型辨识及其参数确定
流变力学手段在收敛约束方法及隧道结构设 计优化中的应用
高地应力隧道围岩非线性流变及其对硐室衬 砌支护的力学效应 岩石流变损伤与断裂研究
ppt课件
13
相关定义
Elastic Plastic Viscous Elastoplasticity Viscoelasticity Viscoplasticity Elastoviscoplasticity Creep Relaxation Fatigue Rheology Rheological models
第11章 岩石动力学及流变特性
Rock dynamics and Rheology
ppt课件
1
10.1 引言
ppt课件
2
10.2 应力波(stress wave)
ppt课件
3
ppt课件
4
ppt课件
5
)
,
E
2(1
)
CP2
2
, CS2
ppt课件
6
vS 1 2 vP 2(1 )
ppt课件
7
ppt课件
8
ppt课件
9
岩石和岩体中纵、横波的波速的意义 波速的测定 波传播反映的信息(多波多分量勘探) 波在界面反射
常见岩石力学参数
常见岩石力学参数岩石力学参数是指描述岩石在外力作用下的力学行为的物理性质，包括弹性模量、剪切模量、泊松比、抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。
这些参数对于岩石的力学性质和工程应用具有重要意义。
本文将详细介绍这些常见的岩石力学参数。
1. 弹性模量（Young's modulus）：弹性模量是衡量岩石弹性性质的一个重要参数，表示岩石在外力作用下产生弹性变形的能力。
弹性模量越大，岩石的刚度越大，抗弯和抗变形能力越强。
2. 剪切模量（Shear modulus）：剪切模量是衡量岩石抗剪切性质的参数，表示岩石在剪切应力作用下产生剪切变形的能力。
剪切模量越大，岩石的抗剪强度越高，稳定性越好。
3. 泊松比（Poisson's ratio）：泊松比是衡量岩石体积变形性质的参数，表示岩石在受到压缩应力时，横向收缩的程度。
泊松比一般介于0.1到0.4之间，数值越大，岩石的蠕变性越强。
5. 抗拉强度（Tensile strength）：抗拉强度是衡量岩石抗拉性质的参数，表示岩石在受到拉伸应力时的最大承载能力。
抗拉强度一般比抗压强度要小，岩石在受到拉伸时易发生断裂。
6. 抗剪强度（Shear strength）：抗剪强度是衡量岩石抗剪切性质的参数，表示岩石在受到剪切应力时的最大承载能力。
抗剪强度主要与岩石内部的粘聚力和内摩擦角有关。
除了上述常见的岩石力学参数外，还有一些与岩石稳定性有关的参数：7. 断裂韧性（Fracture toughness）：断裂韧性是衡量岩石抗断裂性质的参数，表示岩石在受到裂纹扩展时的抵抗能力，能够反映岩石的破坏扩展能力。
8. 孔隙度（Porosity）：孔隙度是衡量岩石孔隙结构的参数，表示岩石内部的孔隙空间占总体积的比例。
孔隙度能够影响岩石的密实程度和渗透性，对工程建筑的渗流和稳定性有重要影响。
9. 饱和度（Saturation）：饱和度是衡量岩石孔隙中被水、气体或其他流体填充的程度。
河海大学《岩石动力学》课件第3章_应力波理论
应用技术发展
应力波打桩、应力波探矿及探伤、应力波铆接、缺陷的探测和表征、超 声传感器性能描述、声学显微镜的研制、残余应力的超声测定、声发射 等甚至正在发展为专门的技术。
服务其他学科
是固体力学中极为活跃的前沿课题，是现代声学、地球物理学、爆炸力 学和材料力学性能研究的重要基础。
Hohai University
Hohai University
岩石动力学课件 Rock Dynamics
第１节 应力波的基本概念
应力波的分类
按与界面相互作用形成的面波分类 表面波 与自由表面有关，常见的有：Rayleigh波，出现在弹性半空 间或弹性分层半空间的表面附近；Love波，系由弹性分层半 空间中的SH波叠加所形成。 界面波 沿两介质的分界面传播，通常称为Stonely波。
Hohai University
岩石动力学课件 Rock Dynamics
第１节 应力波的基本概念
应力波方程的求解方法
波函数展开法
该方法的思想是将位移场u分解成无旋场和旋转场，实质是一种分离变 量解法。适用于求解均匀各向同性介质中弹性波二维、三维问题和柱体、 球体中的波传播问题。对于各向异性和不均匀介质，则因无法分离变量 而难于采用此种方法。
（2-1）
Hohai University
岩石动力学课件 Rock Dynamics
第2节 无限介质中的弹性波方程
波动方程推导过程
利用几何方程和物理方程，并略去体力，可将平衡方程 （2-1）化为按位移法求解动力问题所需的基本微分方程
E 21 E 21 E 21 1 e 2u 2 1 2 x u t 2 1 e 2v 2 1 2 y v t 2 1 e 2w 2 1 2 z w t 2
岩石力学课程CHAPTER3
体工程分类、建立岩体破坏判据旳主要指标；用
来大致估算其他强度参数 。
§3.3 岩石旳单轴抗压强度
3.3.1 单轴抗压试验装置
一般岩石三轴压力机
长江500型 最大轴压500T，围
压1250K/cm
缺陷：系统刚度低，试验中本
身变形大，吸收大量能量，在岩
样屈服，承载力下降时，系统释
放大量能量，岩样急速破坏，使
A
P sin f cos
f A
P
cos
A
P sin
f A
§3.5 岩石旳抗剪强度
3.5.2 室内试验措施
楔形剪切（交角剪）试验
采用不同旳α角进
行试验，则每个α相应
一组σ和τf。
§3.5 岩石旳抗剪强度
3.5.2 室内试验措施
场试验措施。
试件：任何形状，尺寸大致5cm，
不做任何加工。试验：在直接带
到现场旳点荷载仪上，加载劈裂
破坏。
§3.4 岩石旳单轴抗拉强度
3.4.1 试验措施
点荷载试验
计算：
I P / D2
（式中：P－试件破坏时旳极限；D－加载点试件
旳厚度）
统计公式： Rt 0.96 I
要求:（因为离散性大），每组15个，取均值，即
等）。
§3.2 岩石旳破坏形式
脆性破坏
岩石发生破坏时，变形很小，明显声响，一般发生在单轴
或低围压坚硬岩石（岩爆） 。
塑性破坏
破坏时，变形较大，有明显旳“剪胀”效应，一般发生在
较软弱岩石或高围压坚硬岩石。
沿软弱构造面（原生）剪切破坏
来大致估算其他强度参数 。
§3.3 岩石旳单轴抗压强度
3.3.1 单轴抗压试验装置
一般岩石三轴压力机
长江500型 最大轴压500T，围
压1250K/cm
缺陷：系统刚度低，试验中本
身变形大，吸收大量能量，在岩
样屈服，承载力下降时，系统释
放大量能量，岩样急速破坏，使
A
P sin f cos
f A
P
cos
A
P sin
f A
§3.5 岩石旳抗剪强度
3.5.2 室内试验措施
楔形剪切（交角剪）试验
采用不同旳α角进
行试验，则每个α相应
一组σ和τf。
§3.5 岩石旳抗剪强度
3.5.2 室内试验措施
场试验措施。
试件：任何形状，尺寸大致5cm，
不做任何加工。试验：在直接带
到现场旳点荷载仪上，加载劈裂
破坏。
§3.4 岩石旳单轴抗拉强度
3.4.1 试验措施
点荷载试验
计算：
I P / D2
（式中：P－试件破坏时旳极限；D－加载点试件
旳厚度）
统计公式： Rt 0.96 I
要求:（因为离散性大），每组15个，取均值，即
等）。
§3.2 岩石旳破坏形式
脆性破坏
岩石发生破坏时，变形很小，明显声响，一般发生在单轴
或低围压坚硬岩石（岩爆） 。
塑性破坏
破坏时，变形较大，有明显旳“剪胀”效应，一般发生在
较软弱岩石或高围压坚硬岩石。
沿软弱构造面（原生）剪切破坏
岩石动力特性试验规程
a)任务来源与要求； b)试验目的、试验内容与技术要求； c)试验设计； d)仪器设备； e)人员安排； f)试验进度；
2
g)试验成果； h)安全保障。 5.3 试验前每个岩石试样应进行地质素描或拍照，试验后要对试样做破坏特征描述或拍照。 5.4 每个岩石试样宜做波速测定。 5.5 试验设备能标定的，应按规定标定；计量设备应按规定计量或校准。 5.6 试验数据记录与整理宜参照本规程附录 A。无特殊规定，计算结果应取三位有效数字。 5.7 试验结束应及时编制和提交试验报告，报告应有审核。
力方向上的波速。
图 1 岩样声波测试示意图
7.5 数据分析 7.5.1 波速计算
岩样声波波速按式（2）或（3）计算：
Cp=Ls/(tp-t0)
4
………………………(2)
Cs=Ls/(ts-t0)
………………………(3)
式中： Cp——纵波速度，单位为米每秒（m/s）； Cs——横波速度，单位为米每秒（m/s）； Ls ——岩样长度，单位为毫米（mm）； tp——纵波在仪器中显示的到时，精度至 0.1μs； ts——横波在仪器中显示的到时，精度至 0.1μs； t0——仪器系统的零延时。 7.5.2 数据统计 在整理同组岩样测试数据时，应给出每一个岩样的测值，计算值应取有效三位数字。 7.6 成果整理 岩样声速测试记录表如表A.1所示。岩样测试成果应给出纵波波速、横波波速、典型的波形图。
8.2.2 施密特锤使用要求 施密特锤的使用应符合下列的要求： a) 水平弹击时，弹击锤脱钩的瞬间，要求施密特锤的标准能量为 L 型: 0.735 J 和 N 型: 2.207 J； b) 弹击锤与弹击杆碰撞的瞬间，弹击拉簧应处于自由状态，此时弹击锤起跳点应相应于指针指示 刻度尺上“0”处； c) 施密特锤使用时的环境温度应为-4°C ~40°C； d) 施密特锤在检测前后，应在钢砧上作率定试验。施密特锤率定试验宜在干燥、室温为 5°C ~35°C 的条件下进行。率定时，钢砧应稳固地平放在刚度大的物体上。测定回弹值时，取连续向下弹 击三次的稳定回弹平均值。弹击杆应分四次旋转，每次旋转宜为 90°。弹击杆每旋转一次的率
2
g)试验成果； h)安全保障。 5.3 试验前每个岩石试样应进行地质素描或拍照，试验后要对试样做破坏特征描述或拍照。 5.4 每个岩石试样宜做波速测定。 5.5 试验设备能标定的，应按规定标定；计量设备应按规定计量或校准。 5.6 试验数据记录与整理宜参照本规程附录 A。无特殊规定，计算结果应取三位有效数字。 5.7 试验结束应及时编制和提交试验报告，报告应有审核。
力方向上的波速。
图 1 岩样声波测试示意图
7.5 数据分析 7.5.1 波速计算
岩样声波波速按式（2）或（3）计算：
Cp=Ls/(tp-t0)
4
………………………(2)
Cs=Ls/(ts-t0)
………………………(3)
式中： Cp——纵波速度，单位为米每秒（m/s）； Cs——横波速度，单位为米每秒（m/s）； Ls ——岩样长度，单位为毫米（mm）； tp——纵波在仪器中显示的到时，精度至 0.1μs； ts——横波在仪器中显示的到时，精度至 0.1μs； t0——仪器系统的零延时。 7.5.2 数据统计 在整理同组岩样测试数据时，应给出每一个岩样的测值，计算值应取有效三位数字。 7.6 成果整理 岩样声速测试记录表如表A.1所示。岩样测试成果应给出纵波波速、横波波速、典型的波形图。
8.2.2 施密特锤使用要求 施密特锤的使用应符合下列的要求： a) 水平弹击时，弹击锤脱钩的瞬间，要求施密特锤的标准能量为 L 型: 0.735 J 和 N 型: 2.207 J； b) 弹击锤与弹击杆碰撞的瞬间，弹击拉簧应处于自由状态，此时弹击锤起跳点应相应于指针指示 刻度尺上“0”处； c) 施密特锤使用时的环境温度应为-4°C ~40°C； d) 施密特锤在检测前后，应在钢砧上作率定试验。施密特锤率定试验宜在干燥、室温为 5°C ~35°C 的条件下进行。率定时，钢砧应稳固地平放在刚度大的物体上。测定回弹值时，取连续向下弹 击三次的稳定回弹平均值。弹击杆应分四次旋转，每次旋转宜为 90°。弹击杆每旋转一次的率
《岩石力学》课件(完整版)
（m3/s）
dh
dx ——水头变化率； qx——沿x方向水的流量；h——水头高度； A——垂直x方向的截面面积；k——渗透系数。
四、岩石的抗风化指标（3类）
(1)软化系数（表示抗风化能力的指标）
Rcc——干燥单轴抗压强度、 Rcd——饱和单轴抗压强度；
Rcc / Rcd
（ 1 ）越小，表示
1.频率越低，跨越裂隙宽度俞大，反之俞小
图3-7
2. 裂隙数目越多，则纵波速度愈小
3.岩体的风化程度愈高弹性波的速度亦小
4.夹层厚度愈大弹性波纵波速度愈
三、岩体波速与岩体的有效孔隙率n及吸水 率 W f 有关
一些岩浆岩，沉积 岩和变质岩的纵 波速度与有效孔 隙率n之间的关系 见图3－9所示。
静泊松比代替）求 Ed ，则
Vp
/ Vs
[
2(1
)
]
1 2
1 2
• 若 ＝0.25时，
• 经过各方面试验验证， 之间。
Vp /Vs ＝1.73
Vp /Vs 一般在1.6～1.7
三、岩体弹性波速得测定
（一）岩块声波传播速度室内测定
测定时，把声源和接收器放在岩块试件得两端，通 常用超声波，其频率为1000Hz－2MHz。（示波见图3－1）
表3－1表示了各类岩石的弹性波速与岩石种 类之间的关系。 图3－5从实例统计的角度，表示了各类岩 石的弹性波速及密度之间的关系。
VP 0.35 1.88
二、岩体波速与岩体中裂隙或夹层的关系
弹性波在岩体中传播时，遇到裂隙，则视
充填物而异。若裂隙中充填物为空气，则弹 性波不能通过，而是绕过裂隙断点传播。在 裂隙充水的情况下，声能有5％可以通过， 若充填物为其他液体或固体物质，则弹性波 可部分或完全通过。弹性波跨越裂隙宽度的 能力与弹性波的频率和振幅有关.
第三章岩石动力学基础
3.0~30 4.8~10 25~40
10 14.8 1.5~60 24~47
2019/11/12
山东科技大学
18
2019/11/12
山东科技大学
19
2019/11/12
山东科技大学
20
第二节 影响岩体波速的因素
一、（自学）密度大，纵波速度大， Vp =0.35+1.88ρ 见图3-6。
二、岩体波速与岩体中含有节面，裂隙或夹层的 关系。
1）变化大 1300～7500 m/s（纵波）。
2）数量级 103 m/s。
3）岩块 Vp＞岩体。 4）新鲜岩体Vp大。
2019/11/12
山东科技大学
15
2．弹性模量
1）岩体完整，差值越小。 2）动弹性量比静弹性模量（Ed）大百分之几～几十倍。 3）岩体动弹模 15×103～50×103MPa。 4）E=j·Ed j为折减系数。 5）实测图形。
应力波在介质中传播，当介质的变形性质不同时，应力 波不同：
1）弹性波—参见第2节在弹性介质中传播的应力波，（伴随 有能量传播）服从虎克定律的，弹性波的传播也称为声波 的传播，弹性波为先驱波。
2019/11/12
山东科技大学
8
2）粘弹性波—在非线性弹体中传播的波，波动产生
弹性应力，摩擦力，粘滞力。
3）塑性波—在应力超过弹性极限的介质中传播的应力波，
、 E分别为介质的泊松比和弹性模量；
为介质密度。
2019/11/12
山东科技大学
2
在固体和粘性质气体介质中既能发生纵波，又能发生横波， 而在理想气体介质内部只能产生纵波，其波速计算公式为：
， K为介质的体积弹性模量。
皮波就是在空气中传播的纵波。
10 14.8 1.5~60 24~47
2019/11/12
山东科技大学
18
2019/11/12
山东科技大学
19
2019/11/12
山东科技大学
20
第二节 影响岩体波速的因素
一、（自学）密度大，纵波速度大， Vp =0.35+1.88ρ 见图3-6。
二、岩体波速与岩体中含有节面，裂隙或夹层的 关系。
1）变化大 1300～7500 m/s（纵波）。
2）数量级 103 m/s。
3）岩块 Vp＞岩体。 4）新鲜岩体Vp大。
2019/11/12
山东科技大学
15
2．弹性模量
1）岩体完整，差值越小。 2）动弹性量比静弹性模量（Ed）大百分之几～几十倍。 3）岩体动弹模 15×103～50×103MPa。 4）E=j·Ed j为折减系数。 5）实测图形。
应力波在介质中传播，当介质的变形性质不同时，应力 波不同：
1）弹性波—参见第2节在弹性介质中传播的应力波，（伴随 有能量传播）服从虎克定律的，弹性波的传播也称为声波 的传播，弹性波为先驱波。
2019/11/12
山东科技大学
8
2）粘弹性波—在非线性弹体中传播的波，波动产生
弹性应力，摩擦力，粘滞力。
3）塑性波—在应力超过弹性极限的介质中传播的应力波，
、 E分别为介质的泊松比和弹性模量；
为介质密度。
2019/11/12
山东科技大学
2
在固体和粘性质气体介质中既能发生纵波，又能发生横波， 而在理想气体介质内部只能产生纵波，其波速计算公式为：
， K为介质的体积弹性模量。
皮波就是在空气中传播的纵波。
河海大学《岩石动力学》课件第3章-应力波理论
一维弹性应力波的反射与透射
一维弹性波斜入射时的反射与透射
应力波反射引起的破坏
Hohai University
岩石动力学课件 Rock Dynamics
第１节 应力波的基本概念
基本概念
应力波的产生
当外载荷作用于可变形固体的局部表面时，一开始只有那些直接受到外载 荷作用的表面部份的介质质点因变形离开了初始平衡位置。由于这部份介 质质点与相邻介质质点发生了相对运动，必然将受到相邻介质质点所给予 的作用力（应力），同时也给相邻介质质点予反作用力，因而使它们离开 平衡位置而运动起来。由于介质质点的惯性，相邻介质质点的运动将滞后 于表面介质质点的运动。依此类推，外载荷在表面上引起的扰动将在介质 中逐渐由近及远传播出去。
另外，应力波也可分为入射波、反射波和透射波，加载波和 卸载波，以及连续性波和间断波等。
Hohai University
岩石动力学课件 Rock Dynamics
第１节 应力波的基本概念
应力波方程的求解方法
波函数展开法
该方法的思想是将位移场u分解成无旋场和旋转场，实质是一种分离变 量解法。适用于求解均匀各向同性介质中弹性波二维、三维问题和柱体、 球体中的波传播问题。对于各向异性和不均匀介质，则因无法分离变量
x x
x
y
z
将以上各式代入式（2-2），经化简即得无旋波的波动方程
（b）
其中
2u t 2
c12 2u
2v t 2
c12 2v
E1 c1 1 1 2
2w t 2
c12 2 w
（2-3）
（2-4）
Hohai University
岩石动力学课件 Rock Dynamics
岩石力学课件(英文版)第三章
18
Shale
50％ volume of the entire sedimentary rock.
Clay mineral is the leading rock forming mineral for Shale. distribution less than sandstone. finely and have low permeability protect oil、water 、gas.
17
Sedimentary rock Classified into 3 types: sandstone, shale, Limestone The quantity of the Sandstone accounts for 25% in the entire Sedimentary rock. Sandstone is the main reservoir for oil and gas.
typified two kinds Igneous Rock ： (fine grain细粒) and (coarse grain粗粒) fine grain细粒 :ejected rock（喷出岩） coarse grain粗粒: Intrusive rock（侵入岩
12
大规模的多次火山喷发，随着地壳活动的加强，该处不断下降，不断沉积，四周 的水逐渐汇聚于这一近圆形的小湖盆中，在山旺这个火山口发育较好，把其他周 围小的覆盖，然后盆地不断 下沉，不断沉积形成山旺盆地：沉积岩有页岩 、硅 13 藻土等
19
砂岩的交错层理
反映出古水流方向：砂岩粒度顺着层系由粗变细 方向为古水流方向
，粗的
20
藻叠层石白云岩
它的形成：在潮间带，浪很强，藻类为了生存便 形成了这种叠层状的形态以抗击浪潮。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
P- and S-wave sharing with time
Propagation of seismic wave in the ground and the effect of presence of land mine
Body waves and surface waves
p-wave and s-wave from seismograph
Deformation propagates. Particle motion consists of alternating compression and dilation. Particle motion is parallel to the direction of propagation (longitudinal). Material returns to its original shape after wave passes.
Seismic waves Seismic waves are waves that travel through the Earth, most often as the result of a tectonic earthquake, sometimes from an explosion. Seismic waves are also continually excited by the pounding of ocean waves and the wind. Seismic waves are studied by seismologists, and measured by a seismograph, which records the output of a seismometer, or geophone. For seismic studies of oil reservoirs, hydrophones may give additional information. Types of seismic wave There are two types of seismic waves, body waves and surface waves. Other modes of wave propagation exist than those described in this article, but they are of comparatively minor importance. An excellent audience demonstration for seismic waves is shown in slinky seismology.
The Hopkinson bar and piezoelectric transducer methods for dynamic properties (a) Hopkinson bar (b) Piezoelectric transducers
3.1 岩石的波动特性 ( The basic concepts of seismic wave, the propagation and transmission of seismic wave)
Body waves Body waves travel through the interior of the Earth. They follow ray paths bent by the varying density and modulus (stiffness) of the Earth's interior. The density and modulus, in turn, vary according to temperature, composition, and phase. This effect is similar to the refraction of light waves. Body waves transmit the firstarriving tremors of an earthquake, as well as many later arrivals. There are two kinds of body waves: primary and secondary.
Chapter 岩石动力学 (Rock dynamics) 2h
3.1 岩石的波动特性 (The basic concepts of seismic wave, the propagation and transmission of seismic wave) 3.2 岩石的其它动力学特性 (The dynamical properties of rock) 3.3 岩石工程抗震概述 (The engineering problems ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱn rock dynamics)
Plane P-wave
Representation of the propagation of a P-wave on a 2d grid (empirical shape)
Plane shear wave
Propagation of a spherical S-wave in a 2d grid (empirical model)
View of 3-D grid used to illustrate seismic wave propagation. The mesh (grid) represents a volume of elastic material through which waves can propagate in the direction shown. The 3-D grid is shown in perspective view to demonstrate the wave propagation effects and particle motions of the different wave types in all directions. In the animations shown below, Compressional, Shear, Rayleigh and Love wave propagation through the elastic material is illustrated. In this 3-D volume, the grid is designed to have an upper surface (corresponding to the Earth’s surface) that consists of a boundary with a vacuum or very low density fluid above so that surface wave propagation (Rayleigh and Love waves) as well as body wave propagation (Compressional and Shear waves) can be illustrated.
Click on Figure to view Compressional (P) wave animation; use the Back button to return to the current document. To better understand the particle motion and characteristics of the P wave, notice the deformation of the black rectangle as the wave propagates through it. Compressional Wave (P-Wave) Animation
S waves (secondary waves) are transverse or shear waves, which means that the ground is displaced perpendicularly to the direction of propagation. In the case of horizontally polarized S waves, the ground moves alternately to one side and then the other. S waves can travel only through solids, as fluids (liquids and gases) do not support shear stresses. Their speed is about 60% of that of P waves in a given material. S waves are several times larger in amplitude than P waves for earthquake sources.
1)定义：所谓波，就是某种扰动或某种运动参数或 状态参数（例如应力、变形、震动、温度、电磁 场强度等）的变化在介质中的传播。应力波就是 应力在固体介质中的传播。
2)分类：(4类）
弹性波: 在应力应变关系服从虎克定律的介质中传 播的波。
• 粘弹性波: 在非线性弹性体中传播的波， 这种波，除弹性变形产生的弹性应力外， 还产生又摩擦应力或粘滞应力。 • 塑性波: 应力超过弹性极限的波。 • 冲击波: 如果固体介质的变形性质能使 大扰动的传播速度远比小扰动的传播速 度大，在介质中就会形成波头陡峭的、 以超声波传播的冲击波。
P waves (primary waves) are longitudinal or compressive waves, which means that the ground is alternately compressed and dilated in the direction of propagation. In solids, these waves generally travel almost twice as fast as S waves and can travel through any type of material. In air, these pressure waves take the form of sound waves, hence they travel at the speed of sound. Typical speeds are 330 m/s in air, 1450 m/s in water and about 5000 m/s in granite. When generated by an earthquake they are less destructive than the S waves and surface waves that follow them, due to their bigger amplitudes.