構造地質(zhì)學(xué)社會(huì )實(shí)踐報告
一、實(shí)習主題：
通過(guò)模擬地質(zhì)學(xué)動(dòng)力過(guò)程，分別觀(guān)察在張應力條件和壓應力條件下，塑性層發(fā)生的一系列變形及斷裂，并描述。
二、相關(guān)知識：
1. 從褶皺的變形行為上來(lái)看，當受褶皺的層狀巖系各層之間的韌性差比較顯著(zhù)時(shí)，力學(xué)性質(zhì)和層理積極控制褶皺的發(fā)育。通常形成與地殼中的中淺構造層次。在地殼的下層次，由于溫度和圍壓的升高，各巖層均顯現出較大的韌性。如果韌性差趨于均一，層理在褶皺變形中不再具有力學(xué)性質(zhì)不均一，只是被動(dòng)的作為變形的標志。它往往是由沿平面剪切面的不均勻剪切而形成。當然，當壓應力超過(guò)一定限度時(shí)，巖層便會(huì )由褶皺沿著(zhù)剪節理和張節理縫斷裂形成斷層。
三、實(shí)驗現象：
1. 壓應力試驗：起始巖層單層層厚為2cm,長(cháng)為30cm，試驗用相同的三層。在層最上邊面，和側面上有圓形的印痕，直徑為3.2cm，用于模擬受擠壓時(shí)地層內部應變情況。(1)當長(cháng)度被壓縮至28cm時(shí)，局部有開(kāi)始隆起，具體隆起情況為：上兩層上拱，與最下一層開(kāi)始分離，此時(shí)，層總高7.5cm。具體的印痕變形：長(cháng)軸3.4cm，短軸2.8cm。(2)繼續壓縮，當長(cháng)度被壓縮至25cm時(shí)，隆起十分顯著(zhù)，上層與下層出現了約為4cm寬的`空隙。此時(shí)的總層厚為：11cm。圓形變?yōu)殚L(cháng)3.7cm，短軸：2.7cm。在每層間可見(jiàn)細微的剪節理縫，但數量不多，粘土層的中部明顯有增厚。(3)當長(cháng)度持續變形至21cm時(shí)，隆起部分出現斷裂，，圓長(cháng)短軸也不再變化，在拉長(cháng)處斷裂，斷口參差不齊，主要從中間向兩側斷開(kāi)。
2. 張應力實(shí)驗現象：起始層面厚度均一，均勻覆蓋在主軸上，中間及兩側均有圓形印痕用于觀(guān)察層面的變形，直徑為3.2cm。側邊有刻度尺，用于直觀(guān)讀出相對移動(dòng)的距離。起始長(cháng)度：7.4cm。(1)側邊刻度尺讀數為：6.7cm時(shí)，中間圓開(kāi)始變形，長(cháng)軸3.4，短軸2.9，兩側變化不顯著(zhù)。整體幾乎沒(méi)有變化。(2)當讀數為：6.5cm時(shí)，開(kāi)始出現剪裂隙，主要是沿著(zhù)運動(dòng)主軸方向，此時(shí)橢圓長(cháng)軸3.5cm，短軸：3.0cm。(3)當讀書(shū)為6.4cm時(shí)，裂隙有隆起，局部受壓，出現右行的張節理，與接觸線(xiàn)交角約為45度，方向沿主軸方向。(4)當讀數為6.1cm時(shí)，完全被拉斷，出現鋸齒狀斷口，裂口寬0.2cm，斷口裂隙處有很明顯的突起，任然是沿著(zhù)主軸方向斷開(kāi)，且在主軸兩側也有裂縫，兩側圓變形程度較大。
四、現象分析：
在粘土的剪切試驗中，黏土飽含水而顯脆性，沿運動(dòng)方向接觸線(xiàn)上出現張節理，且為雁列式張節理近45度交角，隨變形繼續，張節理發(fā)生旋轉與剪節理交角變大。隨著(zhù)拉應力逐漸增大，沿主拉伸軸向兩側，發(fā)生一系列的遞進(jìn)變形。進(jìn)而導致層面的完全裂開(kāi)。，
在粘土層壓應力試驗中：當受到兩側的擠壓力時(shí)，褶皺內部各部分應變特征取決于巖層的彎曲方式以及形變過(guò)程中壓扁作用的影響，層的彎曲必然導致層內個(gè)部分質(zhì)點(diǎn)的相對變位，也就是使得圓印痕拉伸呈橢圓。但是在試驗中可以發(fā)現變形時(shí)，兩側的變形程度較大，但中間變形不明顯，這應該是中和面褶皺作用。由課本上內容可知：在外側未張裂時(shí)，內側同時(shí)受到擠壓，中和面會(huì )向內遷移，內側受壓嚴重，外側出現張裂時(shí)，中和面向外遷移。直至內外側都發(fā)生斷裂時(shí)中和面才不動(dòng)。
五、實(shí)驗總結：
通過(guò)這次實(shí)習，學(xué)會(huì )地質(zhì)學(xué)的另一種重要研究方法：即通過(guò)實(shí)驗室的相似環(huán)境模擬出各種地質(zhì)過(guò)程，以便于研究各種長(cháng)期極其復雜的地質(zhì)構造作用，以及直觀(guān)的描述和分析地質(zhì)力學(xué)過(guò)程。通過(guò)粘土層來(lái)模擬地層在不同應力條件下的變形程度、變形過(guò)程，對地層的分析，對各種地質(zhì)現象的解釋和總結地質(zhì)動(dòng)力條件有突出的作用。
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