
【化】 ambient pressure
围压(Confining Pressure)的汉英词典释义与工程地质学解析
一、核心定义
围压(wéi yā)指材料(尤指岩石或土壤)在各个方向上受到的均匀压力,是岩土力学与地质工程中的核心概念。其英文术语为Confining Pressure,描述材料在封闭环境中承受的侧向约束应力状态。该压力不直接导致材料变形,但能显著提升其抗剪切强度与稳定性。
二、力学特性与作用机制
围压通常存在于三轴压缩试验中,试样被置于高压腔室内,通过液体或气体施加静水压力(即各方向均等压力)。这种压力模拟了地壳深部岩石所处的环境,例如地层覆盖压力或构造应力场。
根据摩尔-库伦准则(Mohr-Coulomb criterion),材料的抗剪强度($tau$)与围压($sigma_3$)呈正相关:
$$ tau = c + sigma_n tanphi $$
其中 $c$ 为黏聚力,$phi$ 为内摩擦角,$sigma_n$ 为法向应力(受围压影响增大)。高围压下,岩石从脆性向延性转变,临界破裂压力显著提高。
三、工程与地质应用
四、权威定义参考来源
《地质学名词》(第二版)定义围压为“作用于岩体单位面积上的周围压力”,强调其各向同性特征(科学出版社,2019)。
术语库明确Confining Pressure 为“试样在所有侧向受到的均布压应力”(ISRM, 1975)。
试验规范 D2850-03a 将围压列为三轴试验的核心控制参数,用于测定松散材料的抗剪强度(ASTM International)。
注:本文定义综合工程地质学经典理论与行业标准,汉英对照术语经专业机构审定。扩展阅读建议参考《岩石力学与工程》(蔡美峰主编)第4章“岩石的强度理论”。
: 地质学名词审定委员会. (2019). 地质学名词 (第二版). 科学出版社.
: ISRM. (1975). Basic Geotechnical Description of Rock Masses. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences.
: ASTM D2850-03a. Standard Test Method for Unconsolidated-Drained Triaxial Compression Test on Cohesive Soils. ASTM International.
围压(Confining Pressure)是地质学中描述岩石所受周围压力的重要概念,其核心定义及特性如下:
定义与来源
围压指岩石在地下因周围岩体施加的各向均等压力,主要由上覆岩石重量产生,称为静岩压力。这种压力在三个方向(X、Y、Z)大小相等,形成各向同性压缩状态。
深度关系与计算公式
围压随深度增加呈线性增长,计算公式为:
$$
sigma_x = sigma_y = sigma_z = rho g z
$$
其中,$rho$为上覆岩层密度,$g$为重力加速度,$z$为深度。例如,15公里深处围压约400 MPa,50公里处可达1500 MPa。
对岩石性质的影响
实际应用
该概念在油气勘探、地震机制分析及地下工程稳定性评估中具有关键作用,帮助预测岩石在不同深度的力学行为。
总结来看,围压是理解地壳岩石力学特性的核心参数,其数值与深度直接相关,并通过改变岩石的变形模式影响地质过程。
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