下面将假设固有内力为零，而将附加内力简称为内力。并与外力对应。 应力：应力是作用在单位面积上的内力，是外力作用下物体内部产生的内力强度。若内应力状态：物体受力后，内部各个截面上将产生有规律分布的应力，物体所处的这种力在截面上的分布式均匀的，则作用在截面上的应力应为：力学状态称为应力状态。 应力状态一般分类：根据主应力存在的情况，可以将应力状态分为一下三种基本类型 单应力状态 S=P/A; 应两向应力状态若内力在截面上的分布是不均匀的，则可用微积分方法，求得每一点的应力值， 力三向应力状态。 状态在实际问题研究中，空间应力状态往往可以简化为平面应力状态，而单应力状态 可视为平面应力状态的特例。所以，重点分析平面应力状态。 平面应力状态的分类即： 平面主应力状态：合应力指小立方体只受到两个垂直方向上主应力作用时的应力状态。：是指物体内任意界面上与外力作用方向平行的应力， 应力（分类平面纯剪应力状态：） 正应力（直应力）指小立方体受力的四个面只作用着剪应力，而无正应力时的应：是指与作用面垂直的应力，也成为直应力。 力状态。 剪应力（扭应力）：是指与作用面平行的应力。 三者之间的关系为：平面一般应力状态： 指小立方体受力的四个面与应力斜交时的应力状态。在小立方体受力的四个面上，同时存在正应力和剪应力的作用。 应力场的概念：受力岩石中的每一点都存在一个与该点对应的瞬时应力状态，一系列瞬时的点应力状态组成的空间称为应力场。如果应力场中各点的应力状态都相同，称为均匀应力场；相反，若应力场中各点的应力状态不相同，从一点到另一点的应力状态存在着变化，则成为非均匀应力场。 构造应力场的概念：构造应力场是指地壳内部一定范围内某一瞬时的应力状态，表示那一瞬间各点的应力状态及其变化情况。构造应力场中应力的分布和变化时连续而有规律的。研应究构造应力场的意义就在于揭示一定范围内应力分布的规律、构造应力场的性质、地壳运动的力场方式和方向，推导与区域构造发育的制约关系，推断可能在何处出现的某种构造等，为找矿、 当正应力的方向向着作用面时，该正应力成为压应力；当正应力的方向是离开和构作用面时，该正应力称为张应力。在构造地质学中规定：压应力为正，张应力为负；勘探工作和地震灾害的预报预防工作提供指导。 造逆时针的剪应力为正，顺时针的剪应力为负；依照研究的规模，构造应力场可分为局部构造应力场、 区域构造应力场合全球构造应力场；应从时间上来看，构造应力场又可分为古构造应力场合现代构造应力场。古构造应力场只能通过力场对已经存在于地壳中的构造及其组合特征的分析与推断来恢复和研究；现代构造应力场则可以 通过仪器来测定。
构造应力场的表示：在构造应力场中，要突出定时、定向、定量这三方面的问题，即确
定构造应力场存在的时期、空间方位及应力值。
正如用磁力线、电力线来表示磁场与电场一样，对于构造应力场的表示，可以引入应力迹线盒应力网格的概念。
2.变形和应变
变形的概念：物体受到应力作用，其内部各质点间的相对位置发生改变，这种现象
称为变形。物体变形可以是形状的改变（形变），也可以是体积的改变（体变），或者二者均有改变。变形有两种最基本的变形方式：线变形和剪变形。
线变形（正变形）：指物体受力时，变现为单纯的拉伸或压缩的变形。
剪变形（角变形）：指物体受力时，变现为物体内部任意截面都有一个旋转角度的变形。
变形的方式：岩石最基本的形式是线变形和剪变形，它们组成以下五种基本的变形方式。
拉伸：在张应力作用下的线变形。 压缩：在压应力作用下的先变性。
剪切：在简单剪切作用下的剪变形，它使岩石被剪切错动或形态发生变化。
变弯曲：指在沿岩长轴方向的压应力作用下产生的变形，致使岩石发生弯曲。在发生形弯曲变形的岩石内部会有一个既不拉伸、也不压缩的中和面；在中和面内侧和外侧，分别的概表现为压缩变形和拉伸变形。
念扭转：在岩石的两端，与轴线垂直的平面上作用的一对大小相等、方向相反的力偶所 产生的变形。
均匀变形、非均匀变形和递进变形：
均匀变形：岩石的各个部分的变形性质、方向和大小都相同的变形。其特征是变形前的直线和平面，变形后仍然是直线和平面；变形前互相平行的直线和平面，变形后仍然互相平行，如拉伸、压缩和剪切均属均匀变形。
非均匀变形：岩石的各个部分的变形性质、方向和大小都变化的变形称为非均匀变形。如弯曲和扭转。
均匀变形和非均匀变形是相对的概念，在一定的研究范围内如较大尺度下是非均匀变形，而在较小尺度下则表现为均匀变形。
递进变形：岩石在受力条件不变的情况下，由初始形态变形为最终形态的过程，是由一系列连续发生的瞬时无限小变形的累积过程，此过程称为递进变形。
应变的概念
应变是表示物体变形的程度，即在应力作用下物体形状和大小的该变量。应变分为线应变和剪应变两种。
线应变：指物体受力发生变形后，所增加或缩短的长度与变形前长度的比值。
剪应变：指物体在剪应力或扭应力作用下，内部原来互相垂直的两条微小线段所夹直角的该
变量。它是用物体变形时旋转角度的正切函数来度量的，所以又称为角应变。
第二节岩石的变形习性及影响因素
岩石与其他固体物质一样，在外力作用下，一般都经历弹性变形、塑性变形和断裂变形三个阶段。岩石的这三个变形阶段是依次发生、彼此过渡的，而不是截然分开的。不同力学性质的岩石，表现出的三个变形阶段的长短和特点各部相同。如脆性岩石的塑性变形阶段较短，而韧性岩石的塑性变形阶段较长。
弹性变形阶段：岩石受力后发生变形，当外力取消后，又完全恢复到变形前的状态，这种
变形称为弹性变形。
地震冲击波的传播就是地壳内岩石具有弹性变形性质的表现，但岩石发生纯粹变形很少留有痕迹，仅在地震研究、地震勘探、工程建设等方面具有一定的意义。
岩石的变形阶段 塑性变形阶段：当外力继续增加，应力值超过弹性极限后，如果此时取消外力，变形后的
岩石不能完全恢复到变形前的形状，这种变形称为塑性变形。
岩石的变形机制断裂变形阶段：
岩石是一种多晶集合体。从微观结构来看，在塑性变形阶段，变形的本质是其内部质点发生的滑移，切在新的位置上达到了新的平衡，质点间的结合力仍使岩石保持其连续的完整性。塑性变形时，岩石内部质点运动有两种方式：一种是单个晶粒的粒内滑动；另一种是晶粒之间的粒间滑动（晶粒边界滑动）。
粒内滑动：是发生在矿物颗粒内部质点的位移，又可分为平移滑动和双晶滑动。
粒间滑动：是发生在岩石矿物颗粒之间的位移滑动，滑动前后颗粒本身的大小和形态
并不改变，又称颗粒边界滑动或晶粒边界滑动。
岩石的强度：在一定条件下，岩石在外力作用下抵抗破坏的能力称为岩石的强度。
同一岩石的强度极限有很多因素制约，在其他条件相同、不同性质的应力作用下，差别很大。
岩石的断裂方式在常温常压下，某些岩石的抗张强度、抗压强度和抗剪强度均不相同。岩石的抗压强度大于抗剪强度和抗张强度，抗压强度约为抗张强度的30倍，为抗剪强度的10倍。
张裂和剪裂：当应力达到或超过岩石的强度极限时，岩石内部质点的结合力丧失而
产生破裂。岩石的破裂有两种方式：张裂和剪裂。
张裂：张裂的产生决定于张应力的大小，当张应力达到或超过岩石的抗张强度时，便
沿着垂直拉伸方向发生破裂，即位移是垂直破裂面沿着拉伸方向发生。不同的应力作用方式，均可产生张裂。判断方法：两断裂面的位移沿着破裂面的拉伸方向发生。
剪裂：剪裂的产生决定于剪应力的大小，当剪应力达到或超过岩石的抗剪强度时，便
沿着与均斜交的面上发生剪切破裂。判断方法：两断裂面的位移不是沿着破裂面的垂直方向。
岩石本身的影响因素 岩石的力学性质主要取决于其成分、结构、构造等内在因素，由于其成分和结构等的不同，表现出不同的强度。
影响岩石变形习性的因素 时间效应的影响因素 围压：岩石的围压实指周围岩石对它施加的压力。岩石处于地下深处，所承受的
围压主要是由上覆岩石的重量所致。围压又称静岩压力，随深度的增加而增大。
花岗岩在地表环境下，抗压强度为148MPa，而若是处在地下10Km深处，静岩压力将达到270 MPa，那么在此深处的花岗岩一定该被压的粉碎了，但实际情况并非如此。围岩一方面增强了岩石的韧性，另一方面也大大提高了岩石的强度极限，岩石的弹性极限也有所提高。由此表明，在温度不变的情况下，白云岩的塑性变形随着围压的增加而明显增加。
围压对岩石力学性质和变形的影响，在于围压使固体物质的质点彼此接近，增强了岩石的内聚力，从而使晶格不易破坏，因而不易断裂。
温度：随着温度升高，弹性极限和抗压强度明显境地，韧性则显著增强，易于发
生塑性变形，易于形成剪裂。
温度增高对岩石力学性质和变形影响的原因在于，温度增高时，岩石质点的热运动增强，减弱了他们之间的内聚力，使物质质点更容易变位。因此，在高温条件下，较小的应力也能使岩石发生较大的塑性变形。
温度和围压使影响岩石强度的重要外在因素。温度升高使岩石强度降低，而增大围压却明显增大了岩石的强度。不过，两种因素同时导致岩石韧性的增强或减弱。因
外界而，许多岩石在地表（常温常压）一般表现为脆性，而在地下，随着温度和围压的增环境加逐渐会向韧性转变。
的影溶液：地壳中的岩石或多或少的含有容易或水分，这些岩石中的溶液，一方面由
响因
于溶液的润滑作用以及对矿物晶键的弱化作用，降低了岩石的弹性极限，提高了岩石的素
韧性，使岩石已与变形；另一方面在构造应力的作用下，溶液可以促进矿物产生压溶、扩散、溶解等效应，从而促进矿物的溶解和新矿物的形成，有利于岩石的塑性变形。
实验表明，因溶液性质不同，同一岩石的强度降低程度也不相同。
溶液影响岩石力学性质和变形的原因是，由于溶液的加入使分子活动能力加强，使分子间的内聚力减弱，岩石发生软化，强度降低。
孔隙压力：岩石孔隙内流体的压力称为孔隙压力。在沉积物堆积时，一些流体
封闭在粒间空隙内，水就是常见的一种，常以胶体形式吸附在粘土之中。在沉积物被压实过程中，部分流体被挤出，大部分仍留存在岩体内，或作为孔隙溶液留存在孔隙中，或作为包裹体存留在结晶岩中。这些存留在岩体中的流体可以促进岩石的重结晶作用，并影响岩石的变形。如果不透水层阻挡含水层中孔隙中的流体从岩体中流走，岩体中的孔隙压力就会很大，甚至接近围压。孔隙压力对断层和某些沉积岩层构造的形成起着重要的作用。
孔隙压力对岩石变形的影响是，由于岩层空隙压力与颗粒表面垂直，并与岩石所处环境的围压方向相反，因而促进围压的效应减弱，结果导致岩石的强度降低。随着这种压力的增大，岩石屈服强度就会降低，从而易于变形。这种岩石在较小的外力作用下，就能发生较大的变形。
在地质条件下，岩石变形持续时间是长期的，通常以百万年为单位，因此时间因素是对岩石力学性质和岩石变形的影响具有关键意义。时间因素对于岩石变形的影响主要表现在施力速度、重复施力和蠕变与松弛四个方面。
施力速度：快速施力能加快岩石变形速度，使岩石表现为脆性变形；缓慢施力，则会使脆性物质发生塑性变形。
施力速度影响岩石力学性质和变形的原因是，在缓慢的外力作用下，岩石质点有充分的时间固定下来，而变现为塑性变形；在快速施力的条件下，岩石质点来不及重新排列就破坏了，故呈现出脆性变形的特征。
重复受力：
第五章 褶皱构造
第六章 节理
第一节节理的概念及其研究意义
节理（裂缝或裂隙）：即岩石中的裂隙，是指没有发生明显位移的断裂。
节理面：节理构造的破裂面。街里面可以是平面，也可以是曲面。街里面的产状反映了节理在空间的位态，仍用走向，倾向和倾角来表示。
节理组：是指在一次构造作用的统一应力场中形成的、产状基本一致、力学性质形同的一组节理。
节理系：是指在一次构造作用的统一应力场中形成的两个或两个以上的节理组构成的一系列节理，或在一次构造作用的统一应力场中形成的产状呈规律性变化的一系列节理（如一系列放射状张节理或同心环状张节理）。 断层：有明显位移的断裂。
断裂
第二节节理的分类
节理的分类原生节理：指在成岩过程中形成的节理，
构造节理：指由内动力地质作用（主要是构造运动）产生的节理，分布也有一定的规律性。构造节理的特点是方位和产状稳定，与区域构造或局部构造存在一定的关系，它往往与褶皱和断层紧密相伴，成因密切，而且发育的范围和深度较大，既有剪节理又有张节理。
非构造节理：指在外动力地质作用下形成的节理。非构造节理的特点是发育的范围和深度有限，与各级各类构造无规律性关系，产状和方位极不稳定，以张节理为主。
节理是一种小型构造，往往发育在褶皱等其他较大型构造上，并与岩层有一定的相关关系。
1.根据节理与所在岩层的产状关系，可分为四类。这种分类适合于对发育在倾斜岩层地区的节理进行分类
2.根据节理走向与所在褶皱枢纽间的关系，可分为三类。这种分类适合于对发育在褶皱岩层地区的节理进行分类。
3.对于发育于水平岩层中的节理，一般根据其走向来划分，如北东向节理、南东向节理等。
节理按其形成时的力学性质，可分为张节理和剪节理两类。 张节理：受张应力作用而产生的节理是张节理， 张节理的主要特征：略
剪节理：是由于剪应力作用而形成的节理，其两侧岩块沿节理面有微小剪切位移或有微小剪切位移的趋势。 剪节理的主要特征：略
的几何关系分类节理与相关构造 节理的力学性质分类 第三节不同地质背景上发育的节理
与褶皱有关的节理节理常作为褶皱或其他较大型构造的派生或派生小构造出现，许多节理是在岩层形成褶皱、断层时产生的，同时受造成褶皱和断层的同一应力场控制。
早期节理（略） 晚期节理（略）
