固体力学专业毕业论文固体力学专业毕业论文 精品论文精品论文 基于弹塑性本构理论的岩石基于弹塑性本构理论的岩石相变折曲研究相变折曲研究关键词：固体力学关键词：固体力学 岩石相变岩石相变 有限变形有限变形 弹塑性分析弹塑性分析摘要：岩石折曲带在自然界广泛存在，是一种重要的地质构造，许多学者做过 岩石折曲的实验研究，但没有从理论上进行深入的分析，因此以前一直没有合 适的理论模型来揭示折曲带的形成机理和对折曲现象进行定量预测。本文将岩 石折曲视为应力导致的相变，建立了沉积岩折曲带形成的相变折曲分析模型。 对一些岩石矿物相变的详细过程研究发现某些相变过程确系一种塑性变形过程， 从而推测岩石中的折曲带是应力导致的相变大变形留下的地质构造形迹。通过 对超弹性材料相变发生条件进行的研究表明，具有非凸应变能函数的超弹性材 料可以发生相变，进一步分析表明：相变可以在能应变软化的弹塑性材料中发 生；相变的 Maxwell 应力、弹性相和弹塑性相的应变都是确定的。文中证明， 对任一条假设的应变软化曲线，Maxwell 应力直线和应变软化曲线所围面积的 代数和总是等于零，这和 Ericksen 对非线性弹性杆相变研究得到的结论相一致。本研究考虑了跨越折曲带界面的变形梯度的不连续和应力的不连续，强加了 跨越界面的力的连续性和相变 Maxwell 条件，给出了平面应变条件下的相变控 制方程。利用相变控制方程和岩石弹塑性本构方程，建立了沉积岩折曲带形成 的相变折曲分析模型。折曲分析转化为在给定的简单加载条件下寻求应力张量 最大主值的最小值，在该值处，由相变控制方程和弹塑性本构方程导出的方程 组具有唯一的物理意义上可接受的实数解，所得的方程组实数解可以由同伦算 法求解。数值结果依赖于所选用的本构方程，分别应用基于 Drucker-Prager 屈 服准则的大变形岩石的弹塑性本构方程和引入微结构张量导出的横观各向同性 弹塑性本构方程进行了求解。通过平面应变数值算例表明，折曲应力、折曲带 内外区域中的应力与应变、折曲带的倾角以及折曲角等都可以由此得出，且与 实验结果相吻合。计算表明当塑性切线模量与弹性模量之比较小时，跨越相变 界面的应变跳越较大，验证了折曲带的产生是岩石在高围压下发生的韧性剪切 的结果，得到相变发生取决于材料性质、静水压力和应力偏张量的结论。正文内容正文内容岩石折曲带在自然界广泛存在，是一种重要的地质构造，许多学者做过岩 石折曲的实验研究，但没有从理论上进行深入的分析，因此以前一直没有合适 的理论模型来揭示折曲带的形成机理和对折曲现象进行定量预测。本文将岩石 折曲视为应力导致的相变，建立了沉积岩折曲带形成的相变折曲分析模型。对 一些岩石矿物相变的详细过程研究发现某些相变过程确系一种塑性变形过程， 从而推测岩石中的折曲带是应力导致的相变大变形留下的地质构造形迹。通过 对超弹性材料相变发生条件进行的研究表明，具有非凸应变能函数的超弹性材 料可以发生相变，进一步分析表明：相变可以在能应变软化的弹塑性材料中发 生；相变的 Maxwell 应力、弹性相和弹塑性相的应变都是确定的。文中证明， 对任一条假设的应变软化曲线，Maxwell 应力直线和应变软化曲线所围面积的 代数和总是等于零，这和 Ericksen 对非线性弹性杆相变研究得到的结论相一致。本研究考虑了跨越折曲带界面的变形梯度的不连续和应力的不连续，强加了 跨越界面的力的连续性和相变 Maxwell 条件，给出了平面应变条件下的相变控 制方程。利用相变控制方程和岩石弹塑性本构方程，建立了沉积岩折曲带形成 的相变折曲分析模型。折曲分析转化为在给定的简单加载条件下寻求应力张量 最大主值的最小值，在该值处，由相变控制方程和弹塑性本构方程导出的方程 组具有唯一的物理意义上可接受的实数解，所得的方程组实数解可以由同伦算 法求解。数值结果依赖于所选用的本构方程，分别应用基于 Drucker-Prager 屈 服准则的大变形岩石的弹塑性本构方程和引入微结构张量导出的横观各向同性 弹塑性本构方程进行了求解。通过平面应变数值算例表明，折曲应力、折曲带 内外区域中的应力与应变、折曲带的倾角以及折曲角等都可以由此得出，且与 实验结果相吻合。计算表明当塑性切线模量与弹性模量之比较小时，跨越相变 界面的应变跳越较大，验证了折曲带的产生是岩石在高围压下发生的韧性剪切 的结果，得到相变发生取决于材料性质、静水压力和应力偏张量的结论。 岩石折曲带在自然界广泛存在，是一种重要的地质构造，许多学者做过岩石折 曲的实验研究，但没有从理论上进行深入的分析，因此以前一直没有合适的理 论模型来揭示折曲带的形成机理和对折曲现象进行定量预测。本文将岩石折曲 视为应力导致的相变，建立了沉积岩折曲带形成的相变折曲分析模型。对一些 岩石矿物相变的详细过程研究发现某些相变过程确系一种塑性变形过程，从而 推测岩石中的折曲带是应力导致的相变大变形留下的地质构造形迹。通过对超 弹性材料相变发生条件进行的研究表明，具有非凸应变能函数的超弹性材料可 以发生相变，进一步分析表明：相变可以在能应变软化的弹塑性材料中发生； 相变的 Maxwell 应力、弹性相和弹塑性相的应变都是确定的。文中证明，对任 一条假设的应变软化曲线，Maxwell 应力直线和应变软化曲线所围面积的代数 和总是等于零，这和 Ericksen 对非线性弹性杆相变研究得到的结论相一致。 本研究考虑了跨越折曲带界面的变形梯度的不连续和应力的不连续，强加了跨 越界面的力的连续性和相变 Maxwell 条件，给出了平面应变条件下的相变控制 方程。利用相变控制方程和岩石弹塑性本构方程，建立了沉积岩折曲带形成的 相变折曲分析模型。折曲分析转化为在给定的简单加载条件下寻求应力张量最 大主值的最小值，在该值处，由相变控制方程和弹塑性本构方程导出的方程组 具有唯一的物理意义上可接受的实数解，所得的方程组实数解可以由同伦算法 求解。数值结果依赖于所选用的本构方程，分别应用基于 Drucker-Prager 屈服准则的大变形岩石的弹塑性本构方程和引入微结构张量导出的横观各向同性弹 塑性本构方程进行了求解。通过平面应变数值算例表明，折曲应力、折曲带内 外区域中的应力与应变、折曲带的倾角以及折曲角等都可以由此得出，且与实 验结果相吻合。计算表明当塑性切线模量与弹性模量之比较小时，跨越相变界 面的应变跳越较大，验证了折曲带的产生是岩石在高围压下发生的韧性剪切的 结果，得到相变发生取决于材料性质、静水压力和应力偏张量的结论。 岩石折曲带在自然界广泛存在，是一种重要的地质构造，许多学者做过岩石折 曲的实验研究，但没有从理论上进行深入的分析，因此以前一直没有合适的理 论模型来揭示折曲带的形成机理和对折曲现象进行定量预测。本文将岩石折曲 视为应力导致的相变，建立了沉积岩折曲带形成的相变折曲分析模型。对一些 岩石矿物相变的详细过程研究发现某些相变过程确系一种塑性变形过程，从而 推测岩石中的折曲带是应力导致的相变大变形留下的地质构造形迹。通过对超 弹性材料相变发生条件进行的研究表明，具有非凸应变能函数的超弹性材料可 以发生相变，进一步分析表明：相变可以在能应变软化的弹塑性材料中发生； 相变的 Maxwell 应力、弹性相和弹塑性相的应变都是确定的。文中证明，对任 一条假设的应变软化曲线，Maxwell 应力直线和应变软化曲线所围面积的代数 和总是等于零，这和 Ericksen 对非线性弹性杆相变研究得到的结论相一致。 本研究考虑了跨越折曲带界面的变形梯度的不连续和应力的不连续，强加了跨 越界面的力的连续性和相变 Maxwell 条件，给出了平面应变条件下的相变控制 方程。利用相变控制方程和岩石弹塑性本构方程，建立了沉积岩折曲带形成的 相变折曲分析模型。折曲分析转化为在给定的简单加载条件下寻求应力张量最 大主值的最小值，在该值处，由相变控制方程和弹塑性本构方程导出的方程组 具有唯一的物理意义上可接受的实数解，所得的方程组实数解可以由同伦算法 求解。数值结果依赖于所选用的本构方程，分别应用基于 Drucker-Prager 屈服 准则的大变形岩石的弹塑性本构方程和引入微结构张量导出的横观各向同性弹 塑性本构方程进行了求解。通过平面应变数值算例表明，折曲应力、折曲带内 外区域中的应力与应变、折曲带的倾角以及折曲角等都可以由此得出，且与实 验结果相吻合。计算表明当塑性切线模量与弹性模量之比较小时，跨越相变界 面的应变跳越较大，验证了折曲带的产生是岩石在高围压下发生的韧性剪切的 结果，得到相变发生取决于材料性质、静水压力和应力偏张量的结论。 岩石折曲带在自然界广泛存在，是一种重要的地质构造，许多学者做过岩石折 曲的实验研究，但没有从理论上进行深入的分析，因此以前一直没有合适的理 论模型来揭示折曲带的形成机理和对折曲现象进行定量预测。本文将岩石折曲 视为应力导致的相变，建立了沉积岩折曲带形成的相变折曲分析模型。对一些 岩石矿物相变的详细过程研究发现某些相变过程确系一种塑性变形过程，从而 推测岩石中的折曲带是应力导致的相变大变形留下的地质构造形迹。通过对超 弹性材料相变发生条件进行的研究表明，具有非凸应变能函数的超弹性材料可 以发生相变，进一步分析表明：相变可以在能应变软化的弹塑性材料中发生； 相变的 Maxwell 应力、弹性相和弹塑性相的应变都是确定的。文中证明，对任 一条假设的应变软化曲线，Maxwell 应力直线和应变软化曲线所围面积的代数 和总是等于零，这和 Ericksen 对非线性弹性杆相变研究得到的结论相一致。 本研究考虑了跨越折曲带界面的变形梯度的不连续和应力的不连续，强加了跨 越界面的力的连续性和相变 Maxwell 条件，给出了平面应变条件下的相变控制 方程。利用相变控制方程和岩石弹塑性本构方程，建立了沉积岩折曲带形成的相变折曲分析模型。折曲分析转化为在给定的简单加载条件下寻求应力张量最 大主值的最小值，在该值处，由相变控制方程和弹塑性本构方程导出的方程组 具有唯一的物理意义上可接受的实数解，所得的方程组实数解可以由同伦算法 求解。数值结果依赖于所选用的本构方程，分别应用基于 Drucker-Prager 屈服 准则的大变形岩石的弹塑性本构方程和引入微结构张量导出的横观各向同性弹 塑性本构方程进行了求解。通过平面应变数值算例表明，折曲应力、折曲带内 外区域中的应力与应变、折曲带的倾角以及折曲角等都可以由此得出，且与实 验结果相吻合。计算表明当塑性切线模量与弹性模量之比较小时，跨越相变界 面的应变跳越较大，验证了折曲带的产生是岩石在高围压下发生的韧性剪切的 结果，得到相变发生取决于材料性质、静水压力和应力偏张量的结论。 岩石折曲带在自然界广泛存在，是一种重要的地质构造，许多学者做过岩石折 曲的实验研究，但没有从理论上进行深入的分析，因此以前一直没有合适的理 论模型来揭示折曲带的形成机理和对折曲现象进行定量预测。本文将岩石折曲 视为应力导致的相变，建立了沉积岩折曲带形成的相变折曲分析模型。对一些 岩石矿物相变的详细过程研究发现某些相变过程确系一种塑性变形过程，从而 推测岩石中的折曲带是应力导致的相变大变形留下的地质构造形迹。通过对超 弹性材料相变发生条件进行的研究表明，具有非凸应变能函数的超弹性材料可 以发生相变，进一步分析表明：相变可以在能应变软化的弹塑性材料中发生； 相变的 Maxwell 应力、弹性相和弹塑性相的应变都是确定的。文中证明，对任 一条假设的应变软化曲线，Maxwell 应力直线和应变软化曲线所围面积的代数 和总是等于零，这和 Ericksen 对非线性弹性杆相变研究得到的结论相一致。 本研究考虑了跨越折曲带界面的变形梯度的不连续和应力的不连续，强加了跨 越界面的力的连续性和相变 Maxwell 条件，给出了平面应变条件下的相变控制 方程。利用相变控制方程和岩石弹塑性本构方程，建立了沉积岩折曲带形成的 相变折曲分析模型。折曲分析转化为在给定的简单