圍壓是指岩石的周圍岩體對它施加的壓力。在地下深處岩石的圍壓，主要是由上覆岩石的重量所致，常稱為靜岩壓力。地殼岩石的圍壓隨埋深的增加而增高，兩者大體呈線性關係。非均勻的各向壓縮能增強岩石的彈、韌性，並提髙岩石的強度。
基本介紹
- 中文名：圍壓
- 外文名：confining pressure
- 學科：構造地質學
- 釋義：各向等壓的應力狀態
- 別稱：靜岩壓力
- 影響：增強岩石韌性和強度
定義,圍壓的作用,圍壓效應的原因,
定義
圍壓是指岩石的周圍岩體對它施加的壓力。在地下深處岩石的圍壓，主要是由上覆岩石的重量所致，常稱為靜岩壓力。岩石處於地下深處，承受著周圍岩體對它施加的圍壓作用。岩石所處深度愈大，圍壓愈趨增高，其效應是，一方面增強了岩石的塑性；另一方面，大大提高岩石的彈性極限和強度極限。
式中
岩石在圍壓作用下力學性質的變化，已有不少實驗結果。這些實驗結果表明隨著圍壓的提高，岩石逐漸從脆性過渡較為韌性。在溫度不變的條件下，隨著圍壓的提高，碳酸鹽岩石的永久變形明顯逐漸增大。矽酸鹽岩石的彈性極限隨圍壓的增大有較大幅度提髙，直到圍壓提高到數百兆帕時，仍然保持脆性的性質。花崗岩類在室溫下到一吉帕左右才轉化為韌性，石英岩等甚至在二吉帕時仍為脆性。上述實驗情況對於礦物也是一樣，如磁黃鐵礦和閃鋅礦,在室溫24°C下，隨著圍壓增加,礦物的彈性極限和抗壓強度均相應提高了。圍壓增強對材料力學性質的影響與材料本身的物理性質有關。如白雲岩和花崗岩相比，前者相對塑性；閃鋅礦和磁黃鐵礦相比，前者較為塑性，而原來較為塑性的材料，在圍壓影響下，其強度的提髙顯然較原為脆性的材料要少。
圍壓的作用
從von Karman (1911)首先用卡拉拉大理岩進行試驗以來，人們對圍壓在取得岩石延性方面的作用（在有孔隙液體存在的情況下則是有效圍壓的作用）做了許多研究。為了證明岩石隨壓力增大由脆性向延性轉變的特性，用大理岩在室溫下試驗，仍然是最方便的。實驗結果表明隨圍壓的增大，大理石的應力——應變曲線上出現的三種重要效應：
① 在圍壓超過大約20兆帕時，巨觀破壞之前所達到的應變，增加得非常明顯。這種從應變率只有分之幾時就發生巨觀破裂，到能承受更大量級分布應變的能力的變化，叫做脆性——延性轉變。
應力應變曲線隨圍壓的變化
應力應變曲線隨圍壓的變化② 圍壓越高，應力——應變曲線的總水平也變得越高。
③應力一應變曲線上的應變值，有持續增大的趨勢。因而，曲線斜度也愈來愈陡，即圍壓越大，應變——硬化的範圍和程度也越大。
圍壓對於岩石性質的影響稱為圍壓效應。
圍壓效應的原因
圍壓影響岩石力學性質的原因在於高圍壓下使晶體凝聚力增大，質點彼此接近，其晶格不易破壞，即不易發生斷裂，只能滑移，故表現為塑性變形。
