第四章变形力学分析及变形机制

第四章第四章变形力学分析及变形机制变形力学分析及变形机制第一节第一节 力、应力和应力摩尔圆力、应力和应力摩尔圆外力：对于一个物体，其他物体施加于其上的力外力：对于一个物体，其他物体施加于其上的力外力作用下物外力作用下物体的平衡条件体的平衡条件 Fx=0Fx=0力平衡力平衡 Fy=0Fy=0 Fz=0 Fz=0 Mx=0力矩平衡力矩平衡 My=0 Mz=0一、外力和内力一、外力和内力内力内力：物体内部各质点间相互作用（吸引和排斥）：物体内部各质点间相互作用（吸引和排斥）达到平衡，各质点保持一定的相对位置，物体不发达到平衡，各质点保持一定的相对位置，物体不发生变形。这时内部的吸引力和排斥力称为内力。生变形。这时内部的吸引力和排斥力称为内力。附加内力附加内力：物体在外力作用下保持平衡，外力作用：物体在外力作用下保持平衡，外力作用分配到物体的内部，使物体内部质点间关系发生变分配到物体的内部，使物体内部质点间关系发生变化，即发生变形。这种使物体质点位置发生变化的化，即发生变形。这种使物体质点位置发生变化的力称为附加内力。力称为附加内力。二、应二、应 力力n应力（应力（）：）：受力物体表面或内部单位面积的附加内力受力物体表面或内部单位面积的附加内力正应力（正应力（n）：）：与截面垂直的应力分量与截面垂直的应力分量剪应力（剪应力（）：）：与截面平行的应力分量与截面平行的应力分量任一截面上的应力均可用正应力和剪应力表示任一截面上的应力均可用正应力和剪应力表示已知某方向的应力，求任意面应力已知某方向的应力，求任意面应力xx 的作用的作用yyyy 的作用的作用xyxy和和yxyx的作用的作用最大、最小应力，主应力最大、最小应力，主应力主应力：无剪切应力切面上的正应力。二维上记做主应力：无剪切应力切面上的正应力。二维上记做1和和2 2（1 2 2）三维时则为三维时则为12 2 3 3。应力主方向：主应力的方向。应力主方向：主应力的方向。应力主平面：三维情况下，与主应力方向垂直的切面，应力主平面：三维情况下，与主应力方向垂直的切面，或是任意两个应力主方向确定的平面。或是任意两个应力主方向确定的平面。对式（对式（1 1）求导并令）求导并令得得将（将（3 3）式代入（）式代入（1 1）式）式得两个相互垂直的解，即最大与最小应力。得两个相互垂直的解，即最大与最小应力。将（将（3 3）式代入（）式代入（2 2）得）得=0=0。应力椭圆和应力椭球应力椭圆和应力椭球应力椭圆：二维情况下，平面某点各方向应力矢量形成的椭圆，应力椭圆：二维情况下，平面某点各方向应力矢量形成的椭圆，其长短轴分别为该点的最大和最小应力（主应力）。其长短轴分别为该点的最大和最小应力（主应力）。应力椭球：三维情况下，某点各方向应力矢量形成的椭球，其应力椭球：三维情况下，某点各方向应力矢量形成的椭球，其 三轴代表该点的主应力。三轴代表该点的主应力。应力状态：以某点为中心取无限小正方体，每个截面应力状态：以某点为中心取无限小正方体，每个截面 上的正应力和剪应力为该点的应力分量，各截面上的正应力和剪应力为该点的应力分量，各截面 应力分量的集合为该点的应力状态。一般以三个应力分量的集合为该点的应力状态。一般以三个 相互垂直截面上的应力分量的张量形式表示。相互垂直截面上的应力分量的张量形式表示。三、应力摩尔圆三、应力摩尔圆 将上两式进行三角变换，并进行平方后联立得将上两式进行三角变换，并进行平方后联立得根据对式（根据对式（1 1）求导得出的主应力与）求导得出的主应力与xxxx 、yyyy和和xyxy的关系及的关系及xyxy 0 0，分别代入（分别代入（1 1）、（）、（2 2）式就是应力的一般表示方法：）式就是应力的一般表示方法：应力摩尔圆：利用摩尔圆表示点应力状态的应力分析图解法应力摩尔圆：利用摩尔圆表示点应力状态的应力分析图解法四、应力摩尔圆的应用四、应力摩尔圆的应用1.已知主应力，求某方向的应力（前图）已知主应力，求某方向的应力（前图）2.已知两个方向的应力，求主应力和主方向已知两个方向的应力，求主应力和主方向五、五、三维应力摩尔圆三维应力摩尔圆最大有效差应力（最大有效差应力（13 3）应力的正负规定应力的正负规定六、应力场六、应力场应力场应力场：受力物体内每点都有其对应的点应力状态，物体内各：受力物体内每点都有其对应的点应力状态，物体内各点的应力状态在物体占据的空间内组成的总体点的应力状态在物体占据的空间内组成的总体构造应力场构造应力场：构造作用引起的应力场：构造作用引起的应力场均匀应力场与非均匀应力场均匀应力场与非均匀应力场图示方法图示方法：剪应力等值线，主应力迹线，：剪应力等值线，主应力迹线，最大剪应力迹线最大剪应力迹线：最大剪应力摩尔圆两顶点，与最大主应力：最大剪应力摩尔圆两顶点，与最大主应力成成45度角度角第二节第二节 岩石变形分析岩石变形分析变形：当物体受力时发生的形态和位态的变化变形：当物体受力时发生的形态和位态的变化平移平移转动转动形态变化或形变形态变化或形变 体积变化或体变体积变化或体变变形变形变形：物体受外力作用，内部质点间距离发变形：物体受外力作用，内部质点间距离发 生变化，导致物体生变化，导致物体形状形状或体积的变化或体积的变化刚体运动刚体运动一、变形一、变形变形变形应变：岩石变形的度量，即岩石形变和体变程度的应变：岩石变形的度量，即岩石形变和体变程度的 定量表示定量表示物体变形时内部各质点的相对位置发生变化物体变形时内部各质点的相对位置发生变化变化的两种方式：线段长度的变化，称为变化的两种方式：线段长度的变化，称为线应变线应变 两线间的角度变化，称为两线间的角度变化，称为剪应变剪应变一般通过线应变和剪应变定量说明物体的变形程度一般通过线应变和剪应变定量说明物体的变形程度二、应二、应 变变应力主平面上的正应力为最大和最小，剪应力应力主平面上的正应力为最大和最小，剪应力等于零；等于零；45方向上剪应力最大，大小等于方向上剪应力最大，大小等于=(1 1 2 2)/2)/2；相互垂直的切面上，剪应相互垂直的切面上，剪应力大小相等，方向相反力大小相等，方向相反 伸长度：单位长度的改变量伸长度：单位长度的改变量 e=(l -l0)/l0 长度比：变形后的长度长度比：变形后的长度 与原长之比与原长之比 S=l /l0 =1+e 平方长度比平方长度比 =（1+e）2倒数平方长度比倒数平方长度比 =1/1/1.线应变线应变物体变形时，任意两条直线间的夹角一般会发生变物体变形时，任意两条直线间的夹角一般会发生变化。化。初始相互垂直的线，变形后一般不再垂直，这初始相互垂直的线，变形后一般不再垂直，这种直角的改变量种直角的改变量sai 称为角剪应变称为角剪应变。剪应变：角剪应变的正切剪应变：角剪应变的正切 =tg=tg2剪应变剪应变三、三、应变椭圆与应变椭球应变椭圆与应变椭球应变椭圆：二维变形中初始单位圆经变形形成的椭圆应变椭圆：二维变形中初始单位圆经变形形成的椭圆应变主轴：应变椭圆的长、短轴方向，该方向上只有线应应变主轴：应变椭圆的长、短轴方向，该方向上只有线应 变而无剪切应变。变而无剪切应变。最大应变与最小应变：应变主轴方向上的线应变，即应变最大应变与最小应变：应变主轴方向上的线应变，即应变 椭圆长、短轴半径的长度，其值分别为椭圆长、短轴半径的长度，其值分别为1 11/21/2和和2 21/21/2应变椭圆轴比：应变椭圆的长、短轴比应变椭圆轴比：应变椭圆的长、短轴比Rs 1 11/21/2/2 21/21/2应变椭球：三维变形中初始单位球体经变形形成的椭球应变椭球：三维变形中初始单位球体经变形形成的椭球应变主轴：应变主轴：应变椭球的三主轴方向。分别称为最大、中间应变椭球的三主轴方向。分别称为最大、中间 和最小应变主轴。记做和最小应变主轴。记做1 1(X)(X)，2 2(Y)(Y)，3 3(Z)长度分别为长度分别为X X1 11/21/2，Y Y2 21/21/2，Z Z3 31/21/2应变主平面：应变椭球上包含任意两个应变主轴的切面。应变主平面：应变椭球上包含任意两个应变主轴的切面。XYXY，XZXZ，YZYZ面，面，主轴、主平面的地质意义：主轴、主平面的地质意义：X X方向拉伸线理方向拉伸线理 XYXY面面理面面面理面 1 1(X)(X)2 2 (Y)(Y)3 3(Z)圆切面：应变椭球上各个方向线应变均相等的两个圆圆切面：应变椭球上各个方向线应变均相等的两个圆 形切面。它们相交于中间轴形切面。它们相交于中间轴Y Y。平面应变：应变椭球中间轴（平面应变：应变椭球中间轴（2 2，Y Y）不发生线应变不发生线应变 的应变，其中间轴的应变，其中间轴Y Y（2 21/21/2）1 1。无伸缩面（无线应变面）：平面应变椭球的圆切面无伸缩面（无线应变面）：平面应变椭球的圆切面 样品样品CF06CF06014014四、四、三维应变的弗林（三维应变的弗林（Flinn）图解图解a=X/Yb=Y/Za=X/Y,b=Y/Z,k=(a-1)/(b-1)k=0：轴对称压缩，铁饼型；轴对称压缩，铁饼型；1k0：压扁型；压扁型；k=1：平面应变平面应变k1：拉伸应变；拉伸应变；k=：单轴拉伸，雪茄型单轴拉伸，雪茄型1 1(X)(X)2 2(Y)(Y)3 3(Z)五、五、递进变形递进变形有限应变（总应变）：有限应变（总应变）：物体变形最终状态与初始状态对比发生的物体变形最终状态与初始状态对比发生的 变化变化递进变形：递进变形：物体从初始状态变化到最终状态的过程是一个由许多物体从初始状态变化到最终状态的过程是一个由许多 次微量应变的逐次叠加过程，该过程即为递进变形次微量应变的逐次叠加过程，该过程即为递进变形增量应变：增量应变：递进变形递进变形 中某一瞬间正在中某一瞬间正在 发生的小应变叫发生的小应变叫 增量应变增量应变无限小应变无限小应变：如果所：如果所 取的变形瞬间非取的变形瞬间非 常微小，其间发常微小，其间发 生的微量应变为生的微量应变为 无限小应变无限小应变共轴与非共轴递进变形共轴与非共轴递进变形共轴递进变形（无旋转变形）：共轴递进变形（无旋转变形）：在递进变形过程中，各增量应在递进变形过程中，各增量应变椭球体主轴始终与有限应变椭球体主轴一致，即在变形过程变椭球体主轴始终与有限应变椭球体主轴一致，即在变形过程中有限应变主轴方向保持不变。中有限应变主轴方向保持不变。非共轴递进变形（旋转变形）：非共轴递进变形（旋转变形）：在递进变形过程中，增量应变在递进变形过程中，增量应变椭球体主轴与有限应变椭球体主轴不一致，即在变形过程中有椭球体主轴与有限应变椭球体主轴不一致，即在变形过程中有限应变主轴方向发生变化。限应变主轴方向发生变化。共轴与非共轴递进变形中应变主轴物质（质点）线的变化共轴与非共轴递进变形中应变主轴物质（质点）线的变化共轴变形中，组成应变主轴的物质（质点）线不变共轴变形中，组成应变主轴的物质（质点）线不变非共轴变形中，组成应变主轴的质点线是不断变化的非共轴变形中，组成应变主轴的质点线是不断变化的纯剪切与简单剪切纯剪切与简单剪切纯剪切：一种均匀共轴变形，应变椭球体中主轴质点线纯剪切：一种均匀共轴变形，应变椭球体中主轴质点线 在变形前后保持不变且具有同一方位。在变形前后保持不变且具有同一方位。简单剪切：一种无体应变的均匀非共轴变形，由物体质简单剪切：一种无体应变的均匀非共轴变形，由物体质 点沿彼此平行的方向相对滑动形成。点沿彼此平行的方向相对滑动形成。在简单剪切中，与剪切方向平行的方向上无线应变，三在简单剪切中，与剪切方向平行的方向上无线应变，三维上剪切面上无应变，所以维上剪切面上无应变，所以Y轴为无应变轴，故此简单轴为无应变轴，故此简单剪切属于平面应变。另外剪切带的厚度也保持不变。剪切属于平面应变。另外剪切带的厚度也保持不变。剪切面剪切面剪切方向剪切方向剪切带厚度剪切带厚度(1)持续拉伸区持续拉伸区(2)先压缩后拉伸，变形先压缩后拉伸，变形 后长度超过原长后长度超过原长(3)先压缩后拉伸，变形先压缩后拉伸，变形 后长度未达到原长后长度未达到原长(4)持续压缩区持续压缩区应变历史及应变椭圆分区应变历史及应变椭圆分区六、岩石有限应变测量六、岩石有限应变测量有限应变：岩石变形程度的量度有限应变：岩石变形程度的量度有限应变（状态）的表示：应变椭球的主轴长度有限应变（状态）的表示：应变椭球的主轴长度 比（比（Rs）和主轴方向和主轴方向应变标志体：变形岩石中可用于测量和计算应变应变标志体：变形岩石中可用于测量和计算应变 状态的标志性物体状态的标志性物体1.长短轴法长短轴法原理：应变标志体变形前为球体或某一截面上的圆，原理：应变标志体变形前为球体或某一截面上的圆，变形后为椭球体或椭圆。如砾石、鲕粒和还原斑等变形后为椭球体或椭圆。如砾石、鲕粒和还原斑等为球体，而海百合茎的截面为圆，它们变形后的形为球体，而海百合茎的截面为圆，它们变形后的形态代表应变状态态代表应变状态测量步骤：测量步骤：1.寻找三轴及主平面方向；寻找三轴及主平面方向；2.在在XZ、XY和和YZ面上测量标志体的长、短轴；面上测量标志体的长、短轴；3.投图；投图；4.求斜率得求斜率得X/Z、X/Y和和Y/Z。5.还可用线性回归及最小二乘法进行计算机处理还可用线性回归及最小二乘法进行计算机处理2.Rf/法法原理：应变标志体变形前并非球体，而是随机分布的具有原始原理：应变标志体变形前并非球体，而是随机分布的具有原始轴比（轴比（Ri）的椭球体，变形后形态和长轴方位均发生变化。其的椭球体，变形后形态和长轴方位均发生变化。其最终的形态（轴比，最终的形态（轴比，Rf）和方位（长轴方向，和方位（长轴方向，）取决于测量取决于测量标志初始轴比（标志初始轴比（Ri）、）、初始长轴方向（初始长轴方向（）、）、及应变椭圆轴比及应变椭圆轴比（Rs），），关系如下：关系如下：RiRsRf测量标志体：测量标志体：砾石、鲕粒、还原斑矿物颗粒等砾石、鲕粒、还原斑矿物颗粒等50资料线：变形前长轴与应变主轴成资料线：变形前长轴与应变主轴成45的不的不同轴比的椭球变形后所在的方向与轴比。同轴比的椭球变形后所在的方向与轴比。RfRf2）在透明纸上画上左上图的Rf和轴并标上刻度，同时标上参考方向3）测量标志体的长短轴比（Rf）及其与参考方向的夹角（）4）将测量数据投到透明纸上5）将带有测量数据的透明纸蒙在如左上图那样的曲线图上，使透明纸和曲线图中的轴重合，对不同Rs的曲线图逐个套用，直到找到一个曲线图，其上的50资料线和主轴将所有数据点四等分。此时该曲线图的Rs即为测量值6）透明纸上的参考轴与曲线图主轴的夹角即为参考轴与实际应变主轴的夹角测量方法：1）根据应变标志体长轴的统计方位，在测量面上标一参考的应变主轴方向。De Paor 的的Rf/网网3.摩尔圆法摩尔圆法要求：应变标志体变形后可辨认变形前相互垂直的标志线。要求：应变标志体变形后可辨认变形前相互垂直的标志线。2212124.心对心法心对心法Fry法法第三节第三节 岩石力学性质岩石力学性质一、基本概念一、基本概念岩石力学性质：岩石力学性质：应力作用下岩石所表现的变形行为特征。应力作用下岩石所表现的变形行为特征。弹性变形：弹性变形：应力应变曲线为直线，应力与应变量成正比，除应力应变曲线为直线，应力与应变量成正比，除 去应力，岩石立即恢复原状。遵从虎克定律：去应力，岩石立即恢复原状。遵从虎克定律：=E e=E e。屈服应力：屈服应力：当应力超过某一极限值，应力应变曲线的斜率明当应力超过某一极限值，应力应变曲线的斜率明 显减小，除去应力后岩石将不能完全恢复原状，该极限应显减小，除去应力后岩石将不能完全恢复原状，该极限应 力值即为屈服应力。力值即为屈服应力。永久变形：永久变形：应力超过屈服应力，除去应力后岩石将不能完全恢复应力超过屈服应力，除去应力后岩石将不能完全恢复 原状，不能恢复的变形称为永久变形。原状，不能恢复的变形称为永久变形。塑性变形：塑性变形：未失连续性（即不产生破裂）的永久变形，一般是由未失连续性（即不产生破裂）的永久变形，一般是由 物体内部质点化学键重新排列的结果，如动态重结晶、位错物体内部质点化学键重新排列的结果，如动态重结晶、位错 滑动等。滑动等。完全塑性变形：完全塑性变形：在屈服应力作用下，岩石以韧性方式连续变形，在屈服应力作用下，岩石以韧性方式连续变形，应力应变曲线斜率等于零。应力应变曲线斜率等于零。粘性变形：粘性变形：流体在应力作用下所表现出的一种永久变形。流体在应力作用下所表现出的一种永久变形。应变强化：应变强化：在重复施力作用下，岩石屈服应力增大的过程。也在重复施力作用下，岩石屈服应力增大的过程。也可定义为：在超过屈服应力的塑性变形中，持续的变形需要不可定义为：在超过屈服应力的塑性变形中，持续的变形需要不断增大的应力的变形行为，从而使应力应变曲线具有一个小断增大的应力的变形行为，从而使应力应变曲线具有一个小的正斜率。的正斜率。应变强化：应变强化：在重复施力作用下，岩石屈服应力增大的过程。也在重复施力作用下，岩石屈服应力增大的过程。也可定义为：在超过屈服应力的塑性变形中，持续的变形需要不可定义为：在超过屈服应力的塑性变形中，持续的变形需要不断增大的应力的变形行为，从而使应力应变曲线具有一个小断增大的应力的变形行为，从而使应力应变曲线具有一个小的正斜率。的正斜率。应变弱化：应变弱化：在重复施力作用下，岩石屈服应力减小的过程。也在重复施力作用下，岩石屈服应力减小的过程。也可定义为：在超过屈服应力的塑性变形中，持续的变形需要越可定义为：在超过屈服应力的塑性变形中，持续的变形需要越来越小的应力的变形行为，从而使应力应变曲线具有一个小来越小的应力的变形行为，从而使应力应变曲线具有一个小的负斜率。的负斜率。破裂破裂：应力超过某一极限值时，岩石质点间失去结：应力超过某一极限值时，岩石质点间失去结 合力而产生不连续面的过程。合力而产生不连续面的过程。岩石强度岩石强度：岩石发生破裂时的极限应力值。：岩石发生破裂时的极限应力值。抗拉抗拉 抗剪抗剪 抗压抗压破裂前的应变小于破裂前的应变小于3-5%材料为脆性材料；破裂前的应材料为脆性材料；破裂前的应变大于变大于5-10%的材料称为韧性或延性材料。材料的脆的材料称为韧性或延性材料。材料的脆性和韧性并非固定，而是随着变形环境而变化。性和韧性并非固定，而是随着变形环境而变化。脆性变形：脆性变形：岩石在弹性变形域发生破裂的变形行为。岩石在弹性变形域发生破裂的变形行为。脆性变形常与弹性相关。脆性变形常与弹性相关。韧性变形韧性变形：岩石破裂前是发生显著的永久变形的变形：岩石破裂前是发生显著的永久变形的变形 行为。韧性变形与粘性或塑性相关。行为。韧性变形与粘性或塑性相关。脆性变形与韧性变形脆性变形与韧性变形二、岩石破裂准则脆性变形，二、岩石破裂准则脆性变形，破裂破裂：岩石所受应力达到或超过其强度而产生不连续面的变形。：岩石所受应力达到或超过其强度而产生不连续面的变形。临界应力摩尔圆临界应力摩尔圆：岩石破裂时瞬间的应力摩尔圆称为临界摩尔圆：岩石破裂时瞬间的应力摩尔圆称为临界摩尔圆摩尔包络线（库仑破裂线）摩尔包络线（库仑破裂线）：各临界摩尔圆的共切线，代表岩石：各临界摩尔圆的共切线，代表岩石 的破坏条件的破坏条件库仑准则库仑准则：岩石应力摩尔圆与摩尔包络线相切，岩石发生破裂。：岩石应力摩尔圆与摩尔包络线相切，岩石发生破裂。直线型摩尔包络线库仑纳维叶准则直线型摩尔包络线库仑纳维叶准则、分别为岩石的内摩擦系数和内摩擦角，取决于岩石分别为岩石的内摩擦系数和内摩擦角，取决于岩石的性质及温压等环境条件的性质及温压等环境条件临界应力摩尔圆与包络线有两个切点，形成共轭剪裂面，临界应力摩尔圆与包络线有两个切点，形成共轭剪裂面，其所夹锐角指向最大主应力。其所夹锐角指向最大主应力。格里菲斯破裂准则格里菲斯破裂准则2 20 02 2/1 1(1 1-)-)0 01 12 222抛物线型摩尔包络线抛物线型摩尔包络线第四节第四节 影响岩石力学性质的因素及构造层次影响岩石力学性质的因素及构造层次 所谓岩石力学性质主要指所谓岩石力学性质主要指其屈服应力和破坏强度。其屈服应力和破坏强度。主要取决于岩石的成分、主要取决于岩石的成分、结构和构造。结构和构造。但同样受岩石变形时所处但同样受岩石变形时所处环境的很大影响，其中包括围环境的很大影响，其中包括围压、温度、流体和应变速率等。压、温度、流体和应变速率等。例如，同一种岩石在有水例如，同一种岩石在有水的条件下破裂强度会降低。而的条件下破裂强度会降低。而在高温时其屈服应力会降低，表现为在很小应力下的塑性变形。在高温时其屈服应力会降低，表现为在很小应力下的塑性变形。一、围一、围 压压围压：岩石所受的围限压力，一般指处于地壳中的岩石围压：岩石所受的围限压力，一般指处于地壳中的岩石 所受上覆岩石产生的静岩压力所受上覆岩石产生的静岩压力增大岩石的破裂强度；增大岩石的韧性增大岩石的破裂强度；增大岩石的韧性 原因在于高围压下使晶体凝聚力增大，质点彼此接原因在于高围压下使晶体凝聚力增大，质点彼此接近，其晶格不易破坏，即不易发生断裂，只能滑移，故近，其晶格不易破坏，即不易发生断裂，只能滑移，故表现为塑性变形表现为塑性变形围围压压随随深深度度增增加加而而增增加加二、温二、温 度度降低岩石的屈服应力，增大岩石的韧性，使其易于塑性变形降低岩石的屈服应力，增大岩石的韧性，使其易于塑性变形 温度增高时，岩石质点温度增高时，岩石质点(分子分子)的热运动增强，从而减弱它的热运动增强，从而减弱它们之间的联系能力，使物质质点更容易位移。因此，当温度升们之间的联系能力，使物质质点更容易位移。因此，当温度升高到适当程度时，较小的应力也能使岩石发生较大的塑性变形高到适当程度时，较小的应力也能使岩石发生较大的塑性变形地壳中由于地温地壳中由于地温梯度的存在，使梯度的存在，使岩石温度向深部岩石温度向深部升高升高三、时间（应变速率）三、时间（应变速率）作用时间增长（应变速率降低），降低岩石的屈服应力，作用时间增长（应变速率降低），降低岩石的屈服应力，增强岩石的韧性。增强岩石的韧性。岩石受缓慢长时间外力作用时，质点有充分时间通过移动岩石受缓慢长时间外力作用时，质点有充分时间通过移动而重新定向，从而产生于永久变形。快速变形时，质点来不及而重新定向，从而产生于永久变形。快速变形时，质点来不及重新排列就发生破裂，所以呈现脆性变形。重新排列就发生破裂，所以呈现脆性变形。蠕变与松弛蠕变与松弛蠕变：在恒定应力作用下，应变随时间持续增长的变形蠕变：在恒定应力作用下，应变随时间持续增长的变形松弛：在恒定变形情况下，岩石中应力随时间的减小松弛：在恒定变形情况下，岩石中应力随时间的减小四、流四、流 体体1.溶液作用：使矿物分子活动增强，降低分子间的内聚力，降低溶液作用：使矿物分子活动增强，降低分子间的内聚力，降低 岩石的强度。促进矿物在应力作用的溶解迁移和重岩石的强度。促进矿物在应力作用的溶解迁移和重 结晶作用，增强岩石的韧性。结晶作用，增强岩石的韧性。2.孔隙流体压力：岩石孔隙中流体的压力，降低岩石的破坏强度。孔隙流体压力：岩石孔隙中流体的压力，降低岩石的破坏强度。水压致裂和水库诱发地震等。水压致裂和水库诱发地震等。Pe=Pc-Pf五、构造层次五、构造层次随地壳深度增加温度压力升高，引起岩石力学性质变化而随地壳深度增加温度压力升高，引起岩石力学性质变化而产生的变形性质的垂向分带性。产生的变形性质的垂向分带性。总体上为上部为脆性破裂变形，向下出现弯曲、压扁和韧性总体上为上部为脆性破裂变形，向下出现弯曲、压扁和韧性剪切，最深处为塑性流动变形剪切，最深处为塑性流动变形表构造层次：位于地表，主要表现为断层、断块等脆性变形，由表构造层次：位于地表，主要表现为断层、断块等脆性变形，由 剪切破裂机制造剪切破裂机制造 成。成。浅构造层次：相当于浅构造层次：相当于05km的深度范围，以断层和纵弯褶的深度范围，以断层和纵弯褶 皱为主导变形作用是作用。皱为主导变形作用是作用。中构造层次：中构造层次：515km，以塑性压扁和韧性剪切变形为主，以塑性压扁和韧性剪切变形为主，发育劈理和面理。该层次顶面以板劈理出现为界，即发育劈理和面理。该层次顶面以板劈理出现为界，即 板劈理前锋面。板劈理前锋面。深构造层次：深构造层次：15km以下，主导变形作用是流变作用和深熔以下，主导变形作用是流变作用和深熔 作用。代表性构造是柔流褶皱和韧性剪切带，深部发作用。代表性构造是柔流褶皱和韧性剪切带，深部发 生混合岩化，甚至形成深熔花岗岩。生混合岩化，甚至形成深熔花岗岩。Sibson断层双层结构模式断层双层结构模式岩石力学性质随地壳深度而变化，同一断层的变形行为在不同深岩石力学性质随地壳深度而变化，同一断层的变形行为在不同深度表现不同，浅部以产生碎裂岩的脆性变形为主，深部以产生糜度表现不同，浅部以产生碎裂岩的脆性变形为主，深部以产生糜棱岩的韧性变形为主。棱岩的韧性变形为主。其间的转换带为脆韧性转换带其间的转换带为脆韧性转换带，石英变形，石英变形为主的岩石的转换温度为为主的岩石的转换温度为250350，深度大约为，深度大约为1015km。