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岩石变形分析的力学基础
更新时间:2021-04-10 17:51
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一、岩石变形分析的力学基础
地壳中千姿百态的构造变形,以及地质构造的基本形态、组合类型、分布规律,都是;动产生的力导致岩石发生变形和位移的结果。岩石的力学性质及所处的地质环境i定着地质构造的特征。因此,要正确理解岩石变形、地质构造及其形成过程,研究各种卡造变形的力学成因和相关规律,必须了解力学的一些基本概念和原埋。
(一)力的基本概会
1.作用力
力是物体问的相百作田  旱一个矢量。
任何一个作用力都可以按平行四边形法则分解成的两个分力来表示,而任何两个分力也可以用一个合力来表示。如图4 - 10a表示力j7怎样分解成呈直角的两分量只和F2;反之,图4 -10b表示任何两个力F1和F2怎样由其合力尸来代表。


作用在物体上的力,往往都是成对出现的(作用力和反作用力大小相等,方向相反)。有两种方式,如图4 -11所示。

(1)张力和压力:两个力作用在一条直线上,大小相等,方向相反,使受力物体沿作用力的方向拉伸或缩短,我们分别称之为张力或压力,并规定压力为正,张力为负。
(2) 剪切力或扭力:两个大小相等、方向相反的力,没有作用在一条直线上,使受力物体具有旋转趋势,我们称之为剪切力或扭力,并规定逆时针剪切力为正,顺时针剪切力为负。
2.外力和内力
对于一个物体来讲,力又可分为外力和内力(图4 -12)。

(1)外力(F):是指一个物体作用在另一个物体上的力,可分为面力和体力。面力:通过接触面作用于物体的力。体力:物体内部每个质点都受到的力,它是相隔一定距离的物体之间相互作用的力,如重力、物体之间的吸引力等,是一种非接触力,与物体的质量成正比。
2) 内力(f):是同一物体内部质点之间的相互作用力,可分为固有内力和附加内力。
固有内力:一个物体在没有受到外力作用的情况下,物体内部的各个质点之间具有一定的作用力,大小相等,方向相反,使物体保持稳定平衡状态。物体内部各个质点之间的这种作用力称为固有内力。
附加内力:如果物体上受到外力的作用,那么物体内部各质点间的相互作用力将会随之发生变化。这种物体内部质点间作用力的改变量称为附加内力。附加内力是物体内部质点对于所施加外力的反映,它力图使物体内部质点恢复其固有位置,阻止物体发生变形。外力加大,附加内力也随之增加。
由此可见,固有内力是每种物质所特有的,是这种物质保持其形状的质点问作用力,附加内力则反映了外力作用的一种效果,是导致物体发生变形和破坏的质点问作用力。
如图4 -12a所示,当外力J7作用于物体时,物体内部便产生与外力作用相抗衡的内如图斗假定将这个物体沿截面A切开,取出其中一部分而保留它对截面A的内力不变,,这时截面A上的内力/与外力尸大小相等,方向相反(图4 -12b)。

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