04-05应力-应变基础及岩石力学性质

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1、2应力分析基础2FundamentalofstressanalysisStructuralGeology1构造地质学所研究的地质构造是组成地壳或岩石圈的岩层和岩体，在其自身重力作用配合下，由地壳运动所引起的应力作用发生的永久变形的结果。在力的作用下，岩石内部质点发生位移而引起变形。因此，有必要对地质构造有关的力学概念进行分析，为探讨各种地质构造的基本形态、组合型式、分布规律的力学成因机制奠定基础。2应力分析基础2（1）力和应力（ForceandStress）①力（Force）力是物体相互间的一种机械作用，它趋向于引起物体的形状、大小或运动状态发生改变。Forceisakindofmechani

2、calactionbetweendifferentobjects,ittendstochangetheshape,volumeormovementstateoftheobjectwithaforceuponit.3（1）力和应力（ForceandStress）（1）力和应力（ForceandStress）①力（Force）力是一个矢量，有大小、方向。可以用箭头来表示，力的大小用箭头的长度表示，力的方向用箭头的方向表示。Forceisavectorquantity,andthuspossessesbothmagnitudeanddirection;itcanberepresentedbyanar

3、rowwhoselengthspecifiesthemagnitudeandwhoseorientationspecifiestheorientationoftheforce.4力的合成和分解ResultantandresolutionofforcesF1F2FF1F2FAB（1）力和应力（ForceandStress）①力（Force）AForceFresolvedintotwocomponentsF1andF2BTwoforcesF1andF2representedbytheresultantF5Ⅰ外力和内力（Externalforceandinternalforce）（1）力和应力（Fo

4、rceandStress）①力（Force）★外力：外界作用于某一物体之上的力。☆面力（Surfaceforce）：通过某一界面的作用力，属于接触力（Contactforce）；☆体力（Bodyforce）：作用于物体内所有质点的力，属于非接触力（Non-contactforce）。★内力：物体内部质点间的作用力。☆固有内力（Naturalinternalforce）：没有外力作用时物体内质点间的相互作用力，它保持物体的形状和状态；☆附加内力（Extraneousinternalforce）：由外力作用引起的内部各部分之间的相互作用力，通常称内力。6Ⅰ外力和内力（Externalforcean

5、dinternalforce）（1）力和应力（ForceandStress）①力（Force）不均匀力Non-uniformforces均匀力Uniformforces研究对象和范围不同，内力和外力之间可以相互转化7（1）力和应力（ForceandStress）②应力（Stress）假想面（Imaginaryplane）均匀内力（UniformInternalForces）=N/A=F/AA应力为作用在岩石内部任一截面上的单位面积上的内力。Stressistheinternalforcesactingonunitareaofthegivenplanewithintheconsideringb

6、ody.8（1）力和应力（ForceandStress）n界面n上m点处的应力为不均匀内力（Non-uniformInternalForces）②应力（Stress）9（1）力和应力（ForceandStress）应力的单位（UnitsofStress）Stress=Force/Area1pascal=1newtonpersquaremeter应力=力/面积帕斯卡=牛顿/平方米常用的单位还有兆帕（Mpa）、巴（Bar）、大气压（atm）等。应力是一个张量，不仅有大小和方向，而且与所选的坐标系相关，是某点或面上所有方向的应力的集合。Tips：表示物体性质的量有三类：标量（Scalar）、矢量（V

7、ector）和张量（Tensor）②应力（Stress）10Stressactingatapointmonaplanenisavector,itcanberesolvedintotwocomponentsand,isnormaltotheplane,callednormalstress,istangentialtotheplane,calledshearstress.正应力和剪应力（Nor