构造应力

变
已经发生了的有限应变；
正在发生的无限小应变
或增量应变。
共轴递进变形
在递进变形过程中，如 果各增量应变椭球的主轴 始终与有限应变椭球的主 轴一致，这种变形叫共轴 递进变形。
否则叫非共轴递进变形。
LL
共
L
轴
递
进
变
1
2
3
形
非共轴递进 变形
典型实例： 递进的简单剪切
e=（L1-L0）/L0 （长1）度式。中L0和L1分别代表变形前和变形后线段的 规定：伸长应变为正值、缩短应变为负值。
L0
L1
应 变 测 量
剪应变
变形前相 L0
互垂直的两
L1
条物质线，
变形后其夹
角偏离直角
的改变量。
剪变角为 ， 的正切为剪
应变=ta。n
L
顺时针方向旋转的剪应变为正值， 逆时针方向旋转的剪应变为负值。
应变测量
变形化石
3. 应变椭球体
单位圆球体经均匀应变变 成的椭球体称为应变椭球体。
三个主轴 三个应变主平面
两个共轭截面
C
AB、AC、BC 或XY、XZ、YZ
4. 均匀形变和非均匀形变 均匀形变
变形物体内各点的应变特征相同。
非均匀形变
变形物体内各点的应变特征发生不同的变化。
5. 有旋变形和无旋变形
应力 单位面积上的作用力的大小。
作用力 / 面积P / A dP / dA
应力是矢量（有方向和大小)。
当P不垂直于作 用面dF时，分解 成两部分：
dN: 与正应力有 关
dT: 与剪应力有 关
正应力 垂直于被作用面 的应力，用表示
剪应力： 平行于被作用 面的应力，用表示。
应力符号
正应力以挤压为正、以拉张 为负。
在二维应力系统，以1为横坐标、2 为
2
纵坐标，任一单位斜截面AB，其法线与 横坐标1的夹角为。
当受到双向挤压应力1和2的作用，
在这个截面上的应力1和2可表示在应
力莫尔圆上。
1
A. 单轴压应力 B. 静水压力 C. 三轴压应力 D. 双轴压应力 E. 平面应力 F. 纯剪应力
1= 2 = 3 有无形变？
Channel flow 的应用
Nelson等（ 1996）用于青藏高原南部。
Gangdese
3. 应力
外力和内力
处于地壳和岩石 圈中的任何地质体， 都会受到相邻介质的 作用。
外力 被研究物体（对象）以外的 物体施加于被研究物体的作 用力。
内力 由外力作用引起的物体内部 各部分之间的相互作用力。
式中：A-热敏系数; Q-扩散活化能; R-气体常数， 为1.98卡/克分子；n-应力指数； σ-差异应力；T-热 力学温度（K=t+273.15）。
糜棱岩的应变速率一般为10-10一10-11S-1 ；碎裂 岩的应变速率常大于10-2S-1。
4. 应力场
某个地质体（物体） 内部各点的瞬时应力状态 在三维空间上的组成的总 体，称为应力场。
通过物体内各质点的初始位 置和终止位置的变化来表达。
平
变 形
移 ：
前
后
质
点
位
置
的
平
行
移
动
旋 转 变： 形 前 后 物 质 线 方 位 的 改 变
体变：变形前后物体体积的改变
变
形变
形
前
后
物
体
形
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状
的
改
变
2. 应变的度量
应变是指变形前 后物体的形状、大小 或物质线方位的改变 量。
线应变
指变形前后物体中线段长度的改变量，一 般用e表示：
1> 2 =0> 3
1> 2 =0> 3 ︱3 ︱ = 1
岩石流变参数
1、差异应力 1－2 = 测量方法：据方解石双晶指数、石英、方解石、 橄榄石等位错密度、亚颗粒、动态重结晶新生颗 粒等。 2、温度：温度升高，岩石流变性增强。 测温方法：包裹体测温、地质温度计、大地热流 测量。 3、应变速率： ξ=Aσnexp(-Q/RT)
第四章 变形岩石应变分析基础
位移与形变 应变的量度 应变椭球体 均匀形变与非均匀形变 有旋变形和无旋变形
递进变形
1. 位移和变形
处于地壳和岩石圈中 的任何地质体，受到力作 用而会发生变形。
变形是指地质体（物 体）初始形状、方位或位 置发生了改变。
位移是指地质体（物体）
及其内部各质点初始位置的改 变。
应力场的表示方法
通常用地质体（物 体）内各点的主应力1、 2、3，或最大或最小 剪应力的大小和方位来 表示地质体应力场的状 态和特征。
依次将相邻的各点的主 应力或剪应力方向连接， 得到的轨迹线称为应力轨 迹。
由此绘制的应力轨迹图 能够形象地定性表示某个 地质体（物体）内的应力 分布状态。
A 挤压作用 B 剪切作用
应力单位及换算 见P25 表3-1
单元体三个正交截面上 剪应力分量都为零，只 有正应力作用。这种情 况下的正应力称为该点 的主应力，以1、2、 3表示。
主应力
挤压为正 拉张为负
1 2 3 ，1、2、3分 别代表最大、中间和最小主应 力。
应力莫尔圆
一点的应力状 态可以用应力莫尔 圆图解的方法表示。
无旋变形 （非旋转变形）
有旋变形 （旋转变形）
简单剪切变形与纯剪变形
6. 递进变形
物体变形的最终状态与初始状 态对比发生的变化，称为有限应 变或总应变。
有限应变或总应变的过程是一 个由许多微量应变的逐次叠加过 程，这种变形的发展过程称为递 进变形。
有
限
应
变
和
增
量
递进变形过程任一阶段
应
的应变可分解为两部分：