力學(xué)分析基礎(chǔ)應(yīng)力分析

力學(xué)分析基礎(chǔ)應(yīng)力分析提示一側(cè)伏角：線理在包含它的傾斜平面上與該平面走向線間的銳夾角側(cè)伏向：構(gòu)成銳角的走向線端的方位（一般用象限方位表示）24°N提示二假設(shè)地形不變，把地層的傾向、傾角設(shè)想為可以任意旋轉(zhuǎn)的幾何平面當(dāng)緩傾斜巖層的傾角逐漸變化、逼近水平巖層產(chǎn)狀時(shí)，巖層出露界線逼近地形等高線。此時(shí)若巖層繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，地層出露界線？當(dāng)陡傾斜巖層逼近直立巖層產(chǎn)狀時(shí)，巖層出露界線逼近直立巖層出露線（直線）。此時(shí)若巖層繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，地層出露界線？計(jì)算機(jī)真是很有用！怎樣才能搞定“V”字型法則呢？提示三不整合的類型在較大區(qū)域內(nèi)是可以發(fā)生變化的站得高，看得遠(yuǎn)既有角度不整合,也有平行不整合,還有……真是有點(diǎn)奇怪？第三章

地質(zhì)構(gòu)造分析的力學(xué)基礎(chǔ)地質(zhì)構(gòu)造是巖石變形的產(chǎn)物。巖石變形是在外力作用下，內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)發(fā)生位移的結(jié)果。要深入研究構(gòu)造發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律及其形成機(jī)制，需要學(xué)習(xí)和了解有關(guān)巖石變形的力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。地質(zhì)構(gòu)造分析的力學(xué)基礎(chǔ)3.1應(yīng)力3.2應(yīng)變3.3巖石變形行為3.1應(yīng)力應(yīng)力概念應(yīng)力分析應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)力軌跡、應(yīng)力集中

應(yīng)力：概念面力——通過(guò)物體接觸面?zhèn)鬟f的力，也稱作表面力體力——作用于物體內(nèi)部所有質(zhì)點(diǎn)的力，如重力，吸引力應(yīng)力——是在面力或體力作用下，物體內(nèi)部假想的面上單位面積上的一隊(duì)大小相等、方向相反的力，是作用在該面上的力的大小的度量。3.1.1

應(yīng)力：概念應(yīng)力的方向與作用力的方向一致應(yīng)力的大小σ=P(作用力)/A(面積)或dP/dA（當(dāng)應(yīng)力分布不均勻時(shí)）對(duì)應(yīng)力概念其它方式的理解力的強(qiáng)度類似的表達(dá)：壓強(qiáng)，密度…3.1.1

應(yīng)力的分解當(dāng)截面與應(yīng)力方向不垂直時(shí)，作用在該斜截面上的合應(yīng)力可分解為垂直于作用面的正應(yīng)力和平行于作用面的剪應(yīng)力特別注意：應(yīng)力與作用面密切相關(guān)A0σPPAασnσατA0α3.1.1

正應(yīng)力正應(yīng)力亦稱作直應(yīng)力，以σ或σn表示。正應(yīng)力可以是壓應(yīng)力，也可以是張應(yīng)力。正應(yīng)力符號(hào)規(guī)定：壓應(yīng)力為正張應(yīng)力為負(fù)與材料力學(xué)中的規(guī)定相反AασnσαA0α3.1.1

剪應(yīng)力剪應(yīng)力亦稱作切應(yīng)力，以τ或σs表示。剪應(yīng)力符號(hào)規(guī)定：使物體沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的剪應(yīng)力為正使物體沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的剪應(yīng)力為負(fù)與材料力學(xué)中的規(guī)定相反AασατA0α3.1.1

主應(yīng)力彈性力學(xué)證明，平衡力系中，可以找到三個(gè)互相垂直的面，其上只有正應(yīng)力，而沒(méi)有剪應(yīng)力。這種面稱作主平面（或主應(yīng)力面），其上的正應(yīng)力稱作主應(yīng)力。最大主應(yīng)力是空間一點(diǎn)上量值最大的正應(yīng)力。一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)可以用三個(gè)主應(yīng)力的大小和方向表示，從大到小依次為σ1，σ2，σ3。σ1≥σ2≥σ3。主應(yīng)力的方向稱作主應(yīng)力軸方向或主方向。3.1.1

應(yīng)力狀態(tài)單軸應(yīng)力狀態(tài)σ1＞σ2=σ3=0，單軸壓縮σ1=σ2=0＞σ3，單軸拉伸雙軸應(yīng)力狀態(tài)σ1＞σ2

＞σ3=0，雙軸壓縮σ1＞σ2=0＞σ3，壓縮-拉伸（平面應(yīng)力狀態(tài)）σ1=0＞σ2

＞σ3，雙軸拉伸3.1.1

應(yīng)力狀態(tài)三軸應(yīng)力狀態(tài)——三個(gè)主應(yīng)力都不等于0σ1≥σ2≥σ3，一般應(yīng)力狀態(tài)當(dāng)σ1=σ2=σ3時(shí)，為均壓，稱作靜水壓力或流體靜壓力。這種狀態(tài)只引起物體體積變化，不改變其形狀。3.1.2.1

二維應(yīng)力分析——

單軸壓縮sa＝P/Aa

＝P/A0

cosa

＝s1cosasn＝sa

cosa

＝s1cos2aPPAαsnsaτA0ατ＝sasina

＝s1sinacosa3.1.2.2

二維應(yīng)力分析——

雙軸壓縮sb合=P2/Ab=P2/A0

cosb=s2cosbsnb=sb合cosb=s2cos2bt

=

sb合sinb=s2sinbcosbP2P2Absnbsb合tbA0αb=a+90°3.1.2.2

二維應(yīng)力分析——雙軸壓縮s=sa+sb=s1cos2a+s2cos2b=s1cos2a+s2cos2（a+900

）3.1.2.2

二維應(yīng)力分析——雙軸壓縮應(yīng)力圓前二式平方后相加，整理后得一圓方程ts0s1s22aP(s,t)3.1.2.2

有關(guān)應(yīng)力圓圓周上一點(diǎn)(P)的物理意義*坐標(biāo)表示與主應(yīng)力成a角的斜截面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力第一不變量直交兩平面上的正應(yīng)力之和為一常數(shù)純剪應(yīng)力狀態(tài)*與主應(yīng)力成45°或其倍數(shù)的截面上只有剪應(yīng)力，沒(méi)有正應(yīng)力剪應(yīng)力互等定律直交兩平面上的剪應(yīng)力大小相等，方向相反（符號(hào)相反）ts0s1s22aP(s,t)3.1.2.2

三維應(yīng)力分析六種特殊情況

單壓σ１>σ２＝σ３＝0

靜水σ１＝σ２＝σ３

靜巖σ１>σ２＝σ３>0

雙軸壓縮σ１>σ２>σ３＝0

平面應(yīng)力σ１>σ２＝０>σ３

純剪σ１＝－σ３，σ２＝03.1.2.2

三維應(yīng)力圓（六種特殊情況）tttσσσσtσtσt3.1.3

應(yīng)力場(chǎng)場(chǎng)——點(diǎn)的集合應(yīng)力場(chǎng)——點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的集合應(yīng)力場(chǎng)的簡(jiǎn)潔表示——應(yīng)力跡線網(wǎng)絡(luò)3.1.3

應(yīng)力軌跡簡(jiǎn)單剪切的光彈模擬實(shí)驗(yàn)3.1.3

應(yīng)力集中構(gòu)造地震——巖石脆性斷裂地震預(yù)報(bào)的基本任務(wù)之一是確定地殼中應(yīng)力集中的區(qū)域斷層端點(diǎn)、拐點(diǎn)、交叉點(diǎn)比較容易造成應(yīng)力集中本節(jié)要點(diǎn)應(yīng)力類型合應(yīng)力，正應(yīng)力，剪應(yīng)力，主應(yīng)力，差異應(yīng)力（應(yīng)力差），平均應(yīng)力，偏應(yīng)力，靜巖壓力應(yīng)力圓的推導(dǎo)，圓上一點(diǎn)的含義應(yīng)力狀態(tài)（6種應(yīng)力圓，純剪狀態(tài)）應(yīng)力性質(zhì)與作用面密切相關(guān)，具有矢量性質(zhì)，張量，應(yīng)力分解思考討論題在應(yīng)力分析時(shí)，物體內(nèi)部假想的截面是任意方向的嗎？單軸應(yīng)力狀態(tài)下，當(dāng)假想面的延伸方向與作用力方向平行時(shí)，應(yīng)力=？在雙軸和三軸應(yīng)力狀態(tài)下又是何種情況？附錄點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)平衡力系中的無(wú)限小立方體每個(gè)面上分解為三個(gè)平行于空間直角坐標(biāo)系三個(gè)坐標(biāo)軸的分量由于是平衡力系，三個(gè)面上的九個(gè)分量完全規(guī)定了這一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力矩陣下標(biāo)