地殼巖體天然應力狀態(tài)

1、地殼巖體天然應力狀態(tài)地殼巖體天然應力狀態(tài)1基本概念及研究意義基本概念及研究意義天然應力：指未經(jīng)人為擾動，主要是在重力場、構造應力場綜合作用下，所形成的應力狀態(tài)，亦稱初始應力（物理、化學、變化，巖漿侵入等）由人為活動而引起的應力場變化原生應力。a.自重應力場vNvh?????01????亦有Vn???b.構造應力場由地殼的構造運動所引起，活動的、剩余的。c.變異應力與殘余應力變異應力：為物理、化學變化及巖漿侵入形成的應力場。殘余應力：巖體

2、卸荷或部分卸荷所形成的拉壓應力自相平衡的應力場。2影響巖體天然應力狀態(tài)的主要因素影響巖體天然應力狀態(tài)的主要因素一、主要因素一、主要因素天然應力場的形成取決于地質(zhì)條件和巖體所經(jīng)歷的地質(zhì)歷史。地質(zhì)條件：巖性R、E、μ巖體結構不連續(xù)性、各向異性、應力集中地質(zhì)歷史：構造作用及其演變歷史（主要因素）區(qū)域卸荷作用a.構造作用分活動構造應力，即現(xiàn)今還在形成，累積的應力場。剩余構造應力，即地質(zhì)歷史時期構造作用形成的應力至今尚未完全卸除。活動構造應力所形

3、成的應力場，其最大主應力比較一致或呈規(guī)律變化而剩余應力則各地不一，比較雜亂。b.區(qū)域卸荷作用指區(qū)域性的面剝蝕。例：巖體內(nèi)深度處的侵入巖應力場（靜水應力狀態(tài)）hh?0)(0hhrvh?????經(jīng)地面剝蝕后，剝蝕厚度為h。則rhrhhhrv????00)(?③潛在正斷型和張剪性走滑型應力狀態(tài)區(qū)，主要分布于西藏高原（正斷型）、東北、華北地區(qū)，汾渭地塹（張剪走滑型）。3.2斷裂帶附近局部構造應力集中作用斷裂帶附近局部構造應力集中作用a.一般規(guī)律

4、巖體受力變形時，其內(nèi)所含的結構面會出現(xiàn)應力集中，使巖體內(nèi)應力狀態(tài)復雜化。易于發(fā)生應力集中的部位往往是裂隙、斷裂的端點、交匯點、錯裂段、拐點、鎖固段、分支點等。b.局部應力集中區(qū)與活動斷層的關系上述應力集中的特殊部位往往形成與之相適應的構造帶。局部壓力集中區(qū)，形成局部隆起和擠壓型構造，伴強震。反之，局部拉應力集中區(qū)形成拗陷和拉裂型構造，伴正斷型地震。4地應力隨時間變化與地殼巖體應變速率的關系地應力隨時間變化與地殼巖體應變速率的關系a.地應

5、力與應變速率的關系地殼巖體是粘彈性介質(zhì)。伊騰等做的試驗表明，當應力小于某臨界值時，（不同材料的臨界值不同）。變形初期，應力增高，但隨時間推移，應力一旦達到某一極限值就會不再增長，而變形不斷發(fā)展。前段表現(xiàn)出彈性介質(zhì)特征，而后者表現(xiàn)出粘性特征。當應力大于臨界值，則巖體表現(xiàn)彈性介質(zhì)特征，直至破壞，斷裂是巖體的薄弱環(huán)節(jié)，其變形較巖體更加容易。b.地應力隨時間變化的一般規(guī)律從以上規(guī)律可得出應力隨時間變化的一般規(guī)律。在巖體中地應力大于臨界應變速率的

6、地區(qū)，應力隨時間呈線性遞增。在巖體地應力低于其臨界應變速率，但高于斷裂的臨界應變速率時，巖體中應變速率遞增到一定程度后將穩(wěn)定在與臨界應變速率相適應的應力水平，而斷裂的應力所屬于遞增型。當巖體中的應變速率和斷裂應變速率均低于斷裂臨界應變速率時，巖體中的應力和斷裂帶內(nèi)的應力都在初期遞增至一定水平后，將穩(wěn)定在與巖體和斷裂應變速率相適應的水平。4地殼表層巖體應力狀態(tài)的復雜性地殼表層巖體應力狀態(tài)的復雜性僅為經(jīng)驗總結，并無統(tǒng)一的認識。4.1巖體應力