1、第三章 構造研究中的應力分析基礎,3.1 應力,力的分解與合成示意圖,P,Py,Px,P,P1,P2,3.1 應力,3.1.1 外力和內(nèi)力 外力：研究對象以外的物體對被研究物體施加的作用力 內(nèi)力：由外力作用引起的物體內(nèi)部各部分之間的相互作用力,外力,面力-接觸力,體力-非接觸力,內(nèi)力,固有內(nèi)力,附加內(nèi)力,規(guī)定：物體不受外力作用時，其內(nèi)力為零；物體受外力作用 時，其附加內(nèi)力簡稱內(nèi)力。,P1,P2,P1,P2,3.1.2 應力 即作用于單位面積上的內(nèi)力。,正應力 垂直于作用面； 剪應力 平行于作用面。,國際單位：帕斯卡（Pa）,壓應力,張應力,正剪應力,負剪應力,正應力可為壓應力，也可為張應力；地

2、質(zhì)上以壓應力為正，張應力為負。,剪應力：地質(zhì)上以逆時針轉動為正，以順時針轉動為負,3.1.3 應力分量,直角坐標系中取正六面單元體，當三對相互正交切面無限靠攏至一點時可視為點的應力狀態(tài)；無限小的每一切面之應力均可分解與坐標相關的正應力和剪應力共9個應力分量；數(shù)學及力學證明，其中的剪應力互等，則過一點的三個正交切面上（與切面垂直者）的應力分量只有6個且決定了該點的應力狀態(tài)（參教材：圖）。,3.1.4 主應力、主方向、主平面,當剪應力（ ）分量為0時，此時的正應力稱為主應力，以、來表示， 。 主應力方向稱為應力主方向； 主應力對應截面稱為主平面。,昆侖山口西地表破裂帶的擠壓上隆脊,庫賽湖震中附近的

3、地表垂直位移,4m,左旋位錯 2.1 m,昆侖山口西1km處地表左旋水平位移與張裂,1.3 m,3.1.5 應力狀態(tài),當3個主應力中有兩個為0時稱為單軸應力狀態(tài) 1230，單軸壓縮；1203，單軸拉伸。 當1個主應力為0時，稱為雙軸應力或平面應力狀態(tài) 1230，雙軸壓縮；1203 ，其中20 且為直立狀態(tài)時則可稱為平面應力狀態(tài) 。 當3個主應力都不為0時稱為三軸應力狀態(tài)（123）； 當1= 2 = 3時，稱為均壓狀態(tài)（僅有體積變化，無形狀變化）。,3.1.6 應力橢球,即以三個應力主軸為半徑作出的橢球體,3.2 應力場,3.2.1 基本概念 應力場：物體內(nèi)個點的應力狀態(tài)在物體占據(jù)的空間內(nèi)組成的總體。 地應力：地殼巖石中存在的應力。 構造應力場非構造應力場（局部失穩(wěn)） 均勻應力場非均勻應力場（空洞） 定常應力場非定常應力場（突發(fā)/地震） 古應力場 現(xiàn)今應力場（進行時）,3.2.2 應力場的圖示,通常用主應力跡線和主應力等值線，最大剪應力跡線和最大剪應力等值線來表示 應力跡線：指某種應力方向的變化線,A,B,二維應力軌跡圖 A 擠壓狀態(tài)；B 剪切狀態(tài),3.2.3 應力場的擾動與應力集中現(xiàn)象,應力場的擾動：由于巖塊或地塊內(nèi)部的局部不均勻性和不連續(xù)性等，造成應力場的局部變化的現(xiàn)象。 應力集中：當接觸面積與物體邊界面