第三章 构造研究中的应力分析基础

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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 构造研究中的应力分析基础,3.1,应力,力的分解与合成示意图,P,P,y,P,x,P,P,1,P,2,3.1,应力,3.1.1,外力和内力,外力:研究对象以外的物体对被研究物体施加的作用力,内力:由外力作用引起的物体内部各部分之间的相互作用力,外力,面力,-,接触力,体力,-,非接触力,内力,固有内力,附加内力,规定:物体不受外力作用时,其内力为零;物体受外力作用,时,其附加内力简称内力。,P,1,P,2,P,1,P,2,3.1.2,应力,即作用于单位面积上的内力。,正应力,垂直于作用面;,剪应力,平行于作用面。,国际单位:帕斯卡(,Pa,),压应力,张应力,正剪应力,负剪应力,正应力可为压应力,也可为张应力;地质上以压应力为正,张应力为负。,剪应力:地质上以逆时针转动为正,以顺时针转动为负,3.1.3,应力分量,直角坐标系中取正六面单元体,当三对相互正交,切面,无限靠拢至一点时可视为,点的应力状态,;,无限小的,每一切面之应力均可分解与,坐标相关的正应力和剪应力,共,9,个,应力分量,;数学及力学证明,其中的,剪应力互等,,则过一点的三个正交切面上(与切面垂直者)的,应力分量,只有,6,个且决定了该点的应力状态,(参教材:图)。,3.1.4,主应力、主方向、主平面,当剪应力(,)分量为,0,时,此时的正应力称为,主应力,,以,、来表示,。,主应力方向称为应力,主方向,;,主应力对应截面称为,主平面,。,昆仑山口西地表破裂带的挤压,上隆,脊,库赛湖震中附近的地表垂直位移,4m,左旋位错,2.1 m,昆仑山口西,1km,处地表左旋水平位移与张裂,1.3 m,3.1.5,应力状态,当,3,个主应力中有两个为,0,时称为,单轴应力状态,1,2,3,0,,单轴压缩;,1,2,0,3,,单轴拉伸。,当,1,个主应力为,0,时,称为,双轴应力,或,平面应力状态,1,2,3,0,,双轴压缩;,1,2,0,3,,其中,2,0,且为直立状态时则可称为平面应力状态。,当,3,个主应力都不为,0,时称为,三轴应力状态,(,123,),;,当,1,=,2,=,3,时,称为,均压状态,(仅有体积变化,无形状变化)。,3.1.6,应力椭球,即以三个应力主轴为半径作出的椭球体,3.2,应力场,3.2.1,基本概念,应力场,:物体内个点的应力状态在物体占据的空间内组成的总体。,地应力:地壳岩石中存在的应力。,构造应力场,非构造应力场(局部失稳),均匀应力场,非均匀应力场(空洞),定常应力场,非定常应力场(突发,/,地震),古应力场,现今应力场(进行时),3.2.2,应力场的图示,通常用主应力迹线和主应力等值线,最大剪应力迹线和最大剪应力等值线来表示,应力迹线,:指某种应力方向的变化线,二维应力轨迹图,A 挤压状态;B 剪切状态,3.2.3,应力场的扰动与应力集中现象,应力场的扰动,:由于岩块或地块内部的局部不均匀性和不连续性等,造成应力场的局部变化的现象。,应力集中,:当接触面积与物体边界面积相比量级很小时,应力可简化为集中力的现象。,构造地震:岩石脆性断裂,地震预报的基本任务之一就是确定地壳中应力集中的区域,
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