吉林大学构造地质学作业

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1、一、地质体的产状1.面状构造产状的表示1）向限角法：走向+倾角+倾向，如（N55°W，60°NE)2)方位角法：倾向+倾角，如(35°∠60°)2.线状构造的产状及表示方法1）倾伏：倾伏角+倾伏向，如如：20°，S45°2）侧伏：侧伏角+侧伏向/构造面产状，如40°S，N90°E，30°SE二、地质构造分析的力学基础1.应力：在面力或体力作用下，物体表面或物体内部单位面积的内力。截面与应力方向不垂直时，全应力可分解为垂直于作用面的正应力和平行于作用面的剪应力。1）正应力：以σ或σn表示。正应力可以

2、是压应力，也可以是张应力。正应力符号规定：压应力为正，张应力为负。2）剪应力：以τ表示。符号规定：使物体沿逆时针方向旋转的剪应力为正；使物体沿顺时针方向旋转的剪应力为负。3）主应力：六面体三个互相垂直的面上只有正应力，而没有剪应力。这种面称主平面（或主应力面），其上的正应力称主应力。①主应力的应力状态：单轴应力状态：σ1＞σ2=σ3=0，单轴压缩；σ1=σ2=0＞σ3，单轴拉伸双轴应力状态：σ1＞σ2＞σ3=0，双轴压缩；σ1＞σ2=0＞σ3，压缩-拉伸（平面应力状态）；σ1=0＞σ2＞σ3，

3、双轴拉伸。4）差应力：一点的应力状态可以用三个主应力的大小和方向表示，σ1≥σ2≥σ3。，最大主应力与最小主应力之差最大主应力与最小主应力之差2.应力椭球体:一点P的应力状态可以用以一个椭球体表示，椭球体的球心为P,半径分别为三个主应力:σ1,σ2,σ3.3.应力分析1)单轴应力状态:①在s1垂直的截面上正应力的绝对值最大；与s1平行的截面上，正应力的绝对值最小。②在与挤压或拉伸方向呈45°交角的截面上剪应力最大，称为最大剪切面。与挤压或拉伸方向垂直的截面上无剪应力。③在平行于作用力的截面上，既无

4、正应力，也无剪应力。2）双轴应力状态①当a=0°时，截面垂直于1平行于3；n=1，取极大值；=0。②当a=90°时，截面垂直于3平行于1；n=3，取极小值；=0。③a=45°时，=（1-3）/2。④最大剪应力作用面有两个，互相垂直，1和3分别位于二最大剪应力作用面的角平分线上。4.应变：线应变、剪应变、体积应变5.应变椭球体：变形物体内一点上变形前的一个单位圆球体在变形后变成一个椭球体，应变椭球体内有三个互相垂直的主轴，沿主轴方向只有线应变而没有剪应变，称之为应变主轴

5、（应变主方向）。分别以1，2，3（或X,Y,Z）表示。1）1代表最大延伸方向（物质运动方向），平行于构造岩中的拉伸线理方向和擦痕方向。2）褶皱枢纽及共轭剪切破裂面的交线平行于2。3）与1（最大拉伸方向）垂直的面为一个张性面（YZ面=23应变椭球面），即1与张性裂隙、节理和断层面垂直。4）与3（最大缩短方向）垂直的面是一个挤压面（XY面=12应变椭球面）,即3与褶皱轴面和轴面叶理垂直。6.岩石的力学性质1）变形特性即岩石受力后发生变形的性质：脆性（如断层）和韧性（如褶皱）2

6、）常温常压下岩石的力学性质：弹性变形阶段——塑性变形阶段——破裂变形阶段3）影响岩石力学行为的主要因素①围压②温度：温度升高，降低岩石的强度；增加岩石的韧性③孔隙流体压力：由于孔隙压力的存在，抵消了围压的作用。④时间应变速率降低，岩石的强度降低，韧性增加，易发生韧性变形蠕变与松弛7.岩石的破坏1）张裂：垂直最大张应力方向（1）形成的破裂面，延伸距离短，通常形成于地壳浅部或表部。2）剪裂：沿最大剪应力作用面（在与挤压或拉伸方向呈45交角的截面上剪应力最大）发生的破裂，共轭产生，理论上与主应力

7、σ1之间的夹角为45°①剪裂角（θ）：剪切破裂面与最大主应力之间的夹角。②共轭剪裂角（2θ）：共轭剪切破裂面之间的锐夹角内摩擦角φ：2θ=90°-φ三、褶皱1.褶皱要素2.铅直剖面上褶皱的形态描述：直立褶皱、斜歪褶皱、倒转褶皱、平卧褶皱。3.纵剖面上，依据褶皱枢纽的倾伏（位态）：倾竖褶皱、倾伏褶皱、水平褶皱4.横截面上褶皱的形态（变形程度）：平缓褶皱、开阔褶皱、闭合褶皱、紧闭褶皱、同斜褶皱5.褶皱平面轮廓：等轴（同一褶皱岩层在平面上纵向上出露的的纵向长度和宽度比<3：1），、短轴（3：1-10：1

8、）、线状（>10：1）褶皱6.褶皱在剖面上的组合型式：1）复背斜、复向斜2）隔档式褶皱（梳状褶皱）：由一系列紧闭而窄的背斜和宽缓向斜构成。以欧洲侏罗山最为典型。3）隔槽式褶皱（箱状褶皱）：由一系列平行排列的紧闭向斜及其间平缓开阔的背斜组成的褶皱组合。以侏罗山式褶皱为典型。4）不连续褶皱：由等轴或短轴褶皱（背斜为主）组成的构造组合，断续发育于构造变形十分轻微的地台盖层中，独立发育。以日耳曼式褶皱为典型。7.褶皱分类1）Richard褶皱位态（产状）分类2）褶皱横截面形态与等倾斜线分类