第三章构造研究中的应力分析基础ppt课件

1、第三章第三章 构造研究中的应构造研究中的应力分析基础力分析基础3.1 应力应力力的分解与合成示意图力的分解与合成示意图PPyPxPP1P23.1 应力应力p3.1.1 外力和内力外力和内力p外力：研究对象以外的物体对被研究物体施加的外力：研究对象以外的物体对被研究物体施加的作用力作用力p内力：由外力作用引起的物体内部各部分之间的内力：由外力作用引起的物体内部各部分之间的相互作用力相互作用力外力外力面力面力-接触力接触力膂力膂力-非接触力非接触力内力内力固有内力固有内力附加内力附加内力规定：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

2、附加内力简称内力。时，其附加内力简称内力。P1P2P1P2p3.1.2 应力应力p即作用于单位面积上的内力。即作用于单位面积上的内力。正应力正应力 垂垂直于作用面；直于作用面；剪应力剪应力 平行于作用面。平行于作用面。国际单位：帕斯卡国际单位：帕斯卡PaPa）压应力张应力正剪应力负剪应力正应力可为压正应力可为压应力，也可为应力，也可为张应力；地质张应力；地质上以压应力为上以压应力为正，张应力为正，张应力为负。负。剪应力：地质剪应力：地质上以逆时针转上以逆时针转动为正，以顺动为正，以顺时针转动为负时针转动为负3.1.3 应力分量应力分量 直角坐标系中取正六面直角坐标系中取正六面单元体，当三对相互

3、正交单元体，当三对相互正交切面无限靠拢至一点时可切面无限靠拢至一点时可视为点的应力状态；无限视为点的应力状态；无限小的每一切面之应力均可小的每一切面之应力均可分解与坐标相关的正应力分解与坐标相关的正应力和剪应力共和剪应力共9 9个应力分量；个应力分量；数学及力学证明，其中的数学及力学证明，其中的剪应力互等，则过一点的剪应力互等，则过一点的三个正交切面上与切面三个正交切面上与切面垂直者的应力分量只有垂直者的应力分量只有6 6个且决定了该点的应力个且决定了该点的应力状态参教材：图状态参教材：图）。）。3.1.4 主应力、主方向、主平面p当剪应力（当剪应力（ ）分量为）分量为0时，此时的正应力称为时

4、，此时的正应力称为主应力，以主应力，以、来表示，来表示， 。p主应力方向称为应力主方向；主应力方向称为应力主方向；p主应力对应截面称为主平面。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昆仑山口西地表破裂带的挤压上隆脊4m左旋位错左旋位错2.1 m2.1 m1.3 m1.3 m3.1.5 3.1.5 应力状态应力状态p当当3个主应力中有两个为个主应力中有两个为0时称为单轴应力状态时称为单轴应力状态p 1 2 30，单轴压缩；，单轴压缩； 1 20 3，单轴拉伸。单轴拉伸。 p当当1个主应力为个主应力为0时，称为双轴应力或平面应力状时，称为双轴应力或平面应力状态态p 1 2 30，

5、双轴压缩；，双轴压缩； 1 20 3 ，其中，其中 20 且为直立状态时则可称为平面且为直立状态时则可称为平面应力状态应力状态 。 p当当3个主应力都不为个主应力都不为0时称为三轴应力状态时称为三轴应力状态（ 1 2 3）；）；p当当 1= 2 = 3时，称为均压状态仅有体积时，称为均压状态仅有体积变化，无形状变化）。变化，无形状变化）。3.1.6 3.1.6 应力椭球应力椭球p即以三个应力主轴为半径作出的椭球体即以三个应力主轴为半径作出的椭球体3.2 应力场应力场p3.2.1 基本概念基本概念p应力场：物体内个点的应力状态在物体占据的空应力场：物体内个点的应力状态在物体占据的空间内组成的总体

6、。间内组成的总体。 p地应力：地壳岩石中存在的应力。地应力：地壳岩石中存在的应力。p 构造应力场构造应力场非构造应力场局部失稳）非构造应力场局部失稳）p 均匀应力场均匀应力场非均匀应力场空洞）非均匀应力场空洞）p 定常应力场定常应力场非定常应力场突发非定常应力场突发/地震）地震）p 古应力场古应力场 现今应力场进行时）现今应力场进行时）3.2.2 应力场的图示p通常用主应力迹线和主通常用主应力迹线和主应力等值线，最大剪应应力等值线，最大剪应力迹线和最大剪应力等力迹线和最大剪应力等值线来表示值线来表示p应力迹线：指某种应力应力迹线：指某种应力方向的变化线方向的变化线3.2.3 应力场的扰动与应力集中现象p应力场的扰动：由于岩块或地块内部的局应力场的扰动：由于岩块或地块内部的局部不均匀性和不连续性等，造成应力场的部不均匀性和不连续性等，造成应力场的局部变化的现象。局部变化的现象。p应力集中：当接触面积与物体边界面积相应力集中：当接触面积与物体边界面积相比量级很小时，应力可简化