应力分析基础.ppt

;;;;三、截面上的应力、正应力、剪应力

1.应力：在外力作用下，物体内任一截面单位面积

上的内力大小。;2.截面法——分析内力、应力的方法

例如：某物体受外界拉力P作用并保持平衡。

如果我们想了解截面n-n的内力，我们设想沿

该截面将物体分开，保留A部份将B部份去掉，

但保留B对A作用力的分析法，即为截面法。

??

如图，此时的ΔP即为内力；正应力σ=ΔN/ΔA，

剪应力τ=ΔT/ΔA

??

;3.应力符号（与工程力学相反）：

?????1）正应力可为挤压、可为拉张；地质上以挤压为正，以拉张为负。

??????2）剪应力以逆时针转动为正，顺时针为负。;四、应力单位

帕斯卡(Pa)，即N/m2。

兆帕（Mpa）1Mpa=1×106pa。?;五、一点的应力;在二维应力状态下，一点的应力矢量存在三种情况：

所有应力矢量都指向中心点，即所有应力矢量的法向分量都为压应力矢量；

所有应力矢量都背离中心点，即所有应力矢量的法向分量都为张应力矢量；

一部分为压应力矢量，一部分为张应力矢量。;在三维应力状态下，一点的应力矢量

之矢端或矢尾的轨迹所确定的椭球称

为应力椭球。;一点的应力，在直角坐标系中可以近似地

看成是一个无限微小的正六面体单元体。;剪应力互等定理：两个正交截面上的剪应力，其数值大小相等、方向共同指向截面交线或背离两截面交线。

——此又称为剪应力成对定理．;六、主应力、主方向、主平面

1.主应力：三个正交截面上只有正应力，没有剪应

力时的正应力。

分别以?1、?2、?3表示。且?1≥?2≥?3，

?1、?2、?3分别代表最大、中间和最小主应力。

（压正拉负）

2.主方向：主应力的方向

3.主平面：垂直于主应力的平面;作用于单元体的三个主应力（σ1、σ2、σ3）

及三个主平面（S1、S2、S3）;点应力状态的基本类型：;三轴压应力B.双轴压应力C.单轴压应力

D.静水压力E.平面应力F.纯剪应力;应力图解方法：应力莫尔圆;说明：垂直该面的应力对该面作用最大；

??行该面的应力对该面无作用；

与主应力呈45o的面上剪应力最大易产生剪切面。;2021/5/9;第二节应力场;地应力：构造应力和非构造应力（重力应力、地形应力、开挖应力、载荷应力等）。

构造应力场－由构造作用造成的应力场称为构造应力场。;;二、应力场的图示

应力场的图示：

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。

主应力迹线表示应力主方向在场内的变化规律，主应力迹线上任一点的切线方向，代表该点的一个主应力方向。;应力轨迹图：依次沿相邻的各点的主应力或剪应力方向连接得到的轨迹线称为应力轨迹线，由它们绘制而成应力轨迹图。

定性表示某个地质体（物体）内的应力分布状态；

应力等值线图：主应力或剪应力的应力等值线表示的图。

能定量地表示某个地质体（物体）内各点的应力分布及其变化特点。;下图表示应力迹线和应力等值线表示的应力场;三、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，可造成应力场的局部变化，即称为应力场的扰动。

应力场的扰动包括应力迹线的偏移和应力值的局部集中或变异。;1.圆孔附近的应力场扰动;2.断裂尖端的应力场扰动;3.能干层褶皱引起的应力场扰动