岩体的粘性与其构造层次

摘要

岩体具有复杂的构造层次，这种构造层次可以从原子尺度水平一直延伸到地质构造水平。这种情况使连续介质力学中使用的基本体元的概念及圣维南变形协调条件受到了置疑。这种内部构造层次影响岩体的物理力学性质。本文就材料的粘性及构造层次之间的关系进行了研究。由研究可以看出，不同的构造层次对应着不同的粘性及应变率。宏观层次通常对应着低的应变率及高的粘性系数，而微细观层次对应着高的应变率及低的粘性系数。通常随着外载的增加，变形速度的增大，发生变形与破坏的层次逐渐由宏观，经由细观逐步向微观层次过渡，粘性系数逐渐降低。在高应变速率区，材料呈现出流体性质，粘性与变形速率成反比。因此粘性系数对于一种介质来讲不是常数，而是在不同的构造层次上具有不同的大小。本文建议了粘性对于构造层次及应变率的依赖关系。