页数:14页文件大小:298.5 KB来源: 构造地质学ppt课件
本课件系统讲解地质构造分析的力学基础——应力分析:从外力与内力、固有内力与附加内力切入,给出应力、正应力与剪应力的定义,说明一点的应力状态与主应力,进而介绍应力莫尔圆的建立及双轴、三轴应力状态特点,最后讨论应力场、应力轨迹与应力集中现象。
第三章 地质构造分析的力学基础——应力分析基础
本章主要内容
一、应力
图示:外力(P)和内力(p)。
构造地质学研究中非常关注附加内力。
2.应力:在物体内部某截面(n面)上的某点(m点)处截取一微小面积ΔF,设其上的作用力为ΔP,则ΔP/ΔF称为n截面上m点处的应力,也可以称为m点处n截面上的应力。
应力p是矢量,可以分解为垂直于截面n的正应力(σ)和平行于截面n的剪应力(τ);正应力挤压为正,拉伸为负。
3.一点的应力状态:地块中某一点处的应力一般不能用一个简单的矢量来表示。以考察点为中心,总是可以截取一个体积趋于零的立方体,该立方体的六个表面上只有正应力而没有剪应力作用,这六个表面上受到的三对正应力称之为该点处的主应力,按照大小分别用σ1、σ2和σ3表示。
二、应力莫尔圆:以横坐标代表正应力σ,纵坐标代表剪应力τ,建立σ-τ坐标系,一点的应力状态在该坐标系中可以表示为一个圆的方程,这个圆就是与最大主应力σ1呈θ夹角的截面的应力莫尔圆。
1.双轴应力状态的特点:
2.三轴应力状态:一般利用与三个主应力轴分别平行的三对特殊截面上的应力状态来分析三轴应力状态,实际上是把三轴状态转化为双轴状态。
在三轴应力状态下,最大剪应力仍作用在与最大主应力σ1呈45°和135°的截面上。
单轴、双轴与三轴应力状态的二维应力莫尔圆对比图,展示圆的位置与半径差异。
三、应力场、应力轨迹与应力集中
图示:附加侧向张力的简单剪切光弹实验获得的应力轨迹,包括主应力迹线、最大剪应力迹线与剪应力迹线。
应力集中:又称应力扰动,是由于岩块或地块内部的局部不均匀性和不连续性,在岩体内部造成应力场局部变化的现象。
图示:无圆孔的均匀应力场与圆孔造成的主应力迹线扰动。
圆孔附近应力场扰动图,显示孔壁上切向正应力分布与四个特殊点的应力值。
思考题
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