中国地质科学院地质力学研究所
中国地质学会
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最大有效力矩准则的理论拓展

童亨茂, 王明阳, 郝化武, 赵丹. 最大有效力矩准则的理论拓展[J]. 地质力学学报, 2011, 17(4): 312-321.
引用本文: 童亨茂, 王明阳, 郝化武, 赵丹. 最大有效力矩准则的理论拓展[J]. 地质力学学报, 2011, 17(4): 312-321.
TONG Heng-mao, WANG Ming-yang, HAO Hua-wu, ZHAO Dan. THEORETICAL DEVELOPMENT OF MAXIMUM EFFECTIVE MOMENT CRITERION[J]. Journal of Geomechanics, 2011, 17(4): 312-321.
Citation: TONG Heng-mao, WANG Ming-yang, HAO Hua-wu, ZHAO Dan. THEORETICAL DEVELOPMENT OF MAXIMUM EFFECTIVE MOMENT CRITERION[J]. Journal of Geomechanics, 2011, 17(4): 312-321.

最大有效力矩准则的理论拓展

  • 基金项目:
    国家自然科学基金项目(编号:40772086)和CNPC油气勘探超前共性科技项目(编号:07-01C-01-04)资助
详细信息
    作者简介: 童亨茂(1967-), 男, 博士, 中国石油大学(北京)副教授, 主要从事盆地构造分析、构造物理模拟和构造裂缝预测等方面的研究和教学工作。E-mail:tong-hm@163.com
  • 中图分类号: P551

THEORETICAL DEVELOPMENT OF MAXIMUM EFFECTIVE MOMENT CRITERION

  • 在分析"导致变形带内先存面理或层理发生转动的最大有效力矩与先存面理或层理方向有关"的基础上, 对最大有效力矩准则(Meff=0.5(σ1-σ3) Lsin2αsinα)进行理论上的拓展, 提出了可以判定任意方向先存面理最大有效力矩的准则——泛最大有效力矩准则(MG-eff=0.5(σ1-σ3)Lsin2αsin(α-θ)), 其中当先存面理与最大主压应力(σ1)平行时, 则成为最大有效力矩准则。该准则的理论分析表明:①当先存面理与σ1平行时, 在σ1左右两侧±54.7°方向出现2个有效力矩的最大值, 形成共轭的变形带, 钝角(109.4°)对着σ1方向; ②当先存面理与σ1斜交时, 在σ1的另一侧出现1个有效力矩的最大值, 从而只出现一个方向的变形带, 并随着先存面理偏离σ1方向, 变形带与σ1的夹角逐渐减小(从θ=0°时的54.7°, 减小到θ=90°时的35.3°), 而与先存面理之间的夹角逐渐增大(从θ=0°时的54.7°, 增加到θ=90°时的125.3°); ③当先存面理与σ1垂直时, 在σ1左右两侧± 35.3°方向出现2个有效力矩的最大值, 也形成共轭的变形带, 但锐角(70.6°)对着σ1方向。在主应变平面上变形带与先存面理方向及变形带剪切方向(左旋或右旋)已知的情况下, 可以确定最大主压应力方向。泛最大有效力矩准则克服了最大有效力矩准则与滑移线理论不相容的问题, 可以解释大多膝褶带非共轭发育等多种现象, 预期在韧性变形域中具有广阔的应用前景。

  • 加载中
  • 图 1  最大有效力矩准则力学分析示意图[1]

    Figure 1. 

    图 2  不同方位先存面理有效力矩计算参数示意图

    Figure 2. 

    图 3  不同方位先存面理沿不同方向的有效力矩分量sin2αsin (α-θ)的等值线图

    Figure 3. 

    图 4  7个特征方位的先存面理的有效力矩分量sin2αsin(α-θ)与α变化关系及最大值分布图

    Figure 4. 

    图 5  5个特征方位先存面理所对应的变形带及剪切方向关系图(虚线为先存面理方向)

    Figure 5. 

    图 6  利用先存面理与变形带间夹角ϕ及变形带剪切方向确定主压应力方位示意图

    Figure 6. 

    表 1  不同方位先存面理出现最大有效力矩的方位及其组合

    Table 1.  Directions and potential deformation zones of the maximum effective moment of the different cleavages

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出版历程
收稿日期:  2011-05-13
刊出日期:  2011-12-25

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