第章 地質(zhì)構(gòu)造的力學(xué)基礎(chǔ)

第三章地質(zhì)構(gòu)造分析的力學(xué)基礎(chǔ)(一）第一節(jié)應(yīng)力一、應(yīng)力概念二、主應(yīng)力、主應(yīng)力面和主應(yīng)力軸第二節(jié)應(yīng)力狀態(tài)分析

一、單軸應(yīng)力狀態(tài)分析二、雙軸應(yīng)力狀態(tài)的二維分析

*三、應(yīng)力狀態(tài)的三維分析四、應(yīng)力集中第三節(jié)構(gòu)造應(yīng)力場(一)、利用共軛(剪)節(jié)理測定σ1、σ2、σ3方位(二)、利用構(gòu)造縫合線測定σ1方位*（三)、利用張節(jié)理測定σ3方位5/19/20231第一節(jié)應(yīng)力

一、應(yīng)力概念(一)外力、內(nèi)力和應(yīng)力

力是物體間的相互作用，這種作用主要表現(xiàn)為改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，包括改變物體的形狀、大小、位置和運(yùn)動(dòng)速度等等。力對于物體的效應(yīng)決定于力的大小、方向和作用點(diǎn)三個(gè)因素，通稱為力的三要素。把力的大小和方向同時(shí)加以考慮的量稱為矢量，故力可以合成和分解。5/19/20232對于一個(gè)物體來說，另一個(gè)物體施加于該物體的力稱為外力。根據(jù)力的分布情況，外力可分為面力和體力兩種:面力是通過接觸面?zhèn)鬟f的，它只作用在物體表面上;體力是物體內(nèi)部每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到的外力作用，它的大小與質(zhì)量成正比,不是通過接觸傳遞而是間隔一定距離相互作用的，如重力、慣性力等。5/19/20233

內(nèi)力是指同一物體內(nèi)部各部分之間的相互作用力。由于物體是由無數(shù)質(zhì)點(diǎn)所組成，它們在未受外力作用時(shí)，其內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)間就已存在著相互作用的內(nèi)力，它使各質(zhì)點(diǎn)處于相對平衡狀態(tài)，并使物體保持一定的形狀，這種力稱為物體固有的內(nèi)力或自然狀態(tài)的粒子力。

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外力與內(nèi)力是一對相對的概念，當(dāng)研究范圍擴(kuò)大或縮小時(shí)，外力可以變?yōu)閮?nèi)力，內(nèi)力可以變?yōu)橥饬?。例如，?dāng)考察一個(gè)巖體內(nèi)的某個(gè)礦物顆粒的受力時(shí)，周圍顆粒對該顆粒的作用力是外力;當(dāng)研究對象是該巖體時(shí)，周圍顆粒與該顆粒之間的相互作用力變成了內(nèi)力，而圍巖對巖體的作用力是外力;當(dāng)研究的對象擴(kuò)展到該巖體所在板塊時(shí)，圍巖與該巖體之間的相互作用力又變成了內(nèi)力，而相鄰板塊對該板塊的作用力是外力。5/19/20235

當(dāng)物體受到外力作用時(shí)，其內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)間平衡狀態(tài)就發(fā)生變化，它們相互作用的內(nèi)力也隨之發(fā)生改變，直到達(dá)到一個(gè)新的平衡為止。這種內(nèi)力的改變量稱為附加內(nèi)力或派生粒子力。在內(nèi)力均勻分布的情況下作用于單位面積上的附加內(nèi)力稱為應(yīng)力，地球內(nèi)部單位面積上的附加內(nèi)力稱為地應(yīng)力。5/19/20236在內(nèi)力不均勻分布時(shí),可取極限求之:

⊿PM⊿A⊿N⊿T圖3-1截面微分面積上的內(nèi)力(3-2)5/19/20237（二）正應(yīng)力(σ)和剪應(yīng)力(τ)截面上的應(yīng)力是矢量，可以合成或分解。如圖3-2中的P就可以分解成兩個(gè)分量，其一垂直于截面n，以σ表示，另一個(gè)與截面相切，以τ表示。前者稱過m點(diǎn)n截面上的正應(yīng)力,后者稱過m點(diǎn)n截面上的剪應(yīng)力。nmpστ圖3-2截面上一點(diǎn)的應(yīng)力5/19/20238合應(yīng)力的法向分量稱為正應(yīng)力(σ)，也稱直應(yīng)力，地質(zhì)學(xué)中以正值（σ＞0）表示擠壓力，以負(fù)值(σ＜0)表示拉張力；切向分量稱為剪應(yīng)力(τ)，當(dāng)其有使物體反時(shí)鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢時(shí)取正值，有順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢時(shí)取負(fù)值。5/19/20239應(yīng)力單位及其換算

應(yīng)力的國際單位為帕斯卡(Pascal)，簡稱帕(Pa)，即N/m2。其他應(yīng)力單位換算成帕?xí)r可采用表3-1。1兆帕(MPa)1巴(bar)1大氣壓(Atm)公斤/厘米(kg/cm2)達(dá)因/厘米(dyn/cm2)帕(Pa)1061051.013×1059.807×10410-1表3-1常見應(yīng)力單位換算成帕的系數(shù)表5/19/202310

二、一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)

為了分析物體內(nèi)某一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，可以設(shè)想有一個(gè)平衡力系作用于一個(gè)代表該點(diǎn)的無限小立方體上(圖3-3)，其三個(gè)邊分別平行于直角坐標(biāo)系的三根軸X、Y、Z，作用于每個(gè)面上應(yīng)力F均可分解為一個(gè)正應(yīng)力和一個(gè)剪應(yīng)力，剪應(yīng)力又可分解為分別平行于兩個(gè)坐標(biāo)方向的兩個(gè)分量。這樣，在立方體各面上合計(jì)有九個(gè)分量:5/19/202311σx，τxy,τxz(位于與X軸垂直的平面上)σy，τyx,τyz(位于與Y軸垂直的平面上)σz，τzx,τzy(位于與Z軸垂直的平面上)(上述各應(yīng)力的下標(biāo)的第一個(gè)宇母表示與應(yīng)力作用面的法線平行的坐標(biāo)軸，第二個(gè)字母表示與應(yīng)力分量平行的坐標(biāo)軸，因此上式左行也可分別記為σxx、σyy、σzz)?？紤]到立方體繞X、Y、Z軸的力矩平衡，即沒有旋轉(zhuǎn)，必須要求τxy＝-τyx，τyz＝-τzy,，τxz＝-τzx，這樣，只須標(biāo)定六個(gè)分量就可以確定該點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)了。5/19/202312三、主應(yīng)力、主應(yīng)力面與主應(yīng)力軸

彈性力學(xué)證明，當(dāng)物體受力處于平衡狀態(tài)下，通過物體內(nèi)任意點(diǎn)，總可以取到這樣的單元體，在其相互垂直的三個(gè)面上除了正應(yīng)力外，剪應(yīng)力均為零。這三個(gè)面上正應(yīng)力就稱為主應(yīng)力，主應(yīng)力作用的的面稱主應(yīng)力面或主平面，主應(yīng)力作用方向線稱主應(yīng)力軸，即主應(yīng)力面的法線。σ2σ1σ3σ1σ2σ3圖3-3作用于單元體的三個(gè)主應(yīng)力ZYXσxσyτyxσzτxyτxzτzxτzyτyz5/19/202313

三個(gè)主應(yīng)力一般不相等，有最大主應(yīng)力(σ1)、中間主應(yīng)力(σ2)、最小主應(yīng)力(σ3)之分，最大主應(yīng)力與最小主應(yīng)力之差(σ1－σ3)稱應(yīng)力差或差(異)應(yīng)力。若一個(gè)主應(yīng)力不等于零，另二個(gè)主應(yīng)力等于零，為單軸應(yīng)力狀態(tài);σ1≠0者為單軸擠壓，σ3≠0者為單軸拉伸若二個(gè)主應(yīng)力不等于零，另一個(gè)主應(yīng)力等于零，為雙軸應(yīng)力狀態(tài);其中σ2=0則為平面應(yīng)力狀態(tài)。三個(gè)主應(yīng)力均不等于零，為三軸應(yīng)力狀態(tài)；若三個(gè)主應(yīng)力相等，即σ1=σ2=σ3≠0，稱均壓，即靜水壓力，5/19/202314第二節(jié)應(yīng)力狀態(tài)分析

一、單軸應(yīng)力狀態(tài)分析

設(shè)作用于物體的外力為P(圖3-4a)，在截面mk的內(nèi)力Pα與左段平衡，即Pα＝P，垂直于作用力的截面mk上的主應(yīng)力σ1為(圖3-4b):圖3-4單軸應(yīng)力狀態(tài)PPPPPαPαPnkmαmnmAαAkAασασα

στσ1mabcdnαk5/19/202315

σ1=Pα/Ak

式中的Ak為mk的面積。截面mn與主平面的交角為α，截面mn的合應(yīng)力σα(圖3-4d)為σα=Pα/Aα式中Aα為mn的面積。設(shè)σ為合應(yīng)力σα的正應(yīng)力分量，τ為剪應(yīng)力分量，它們與主應(yīng)力σ1的關(guān)系可由下列運(yùn)算求證5/19/202316

(3-3)和(3-4)式就是在單向壓縮情況下，彈性均勻變形時(shí)，正應(yīng)力σ、剪應(yīng)力τ和主應(yīng)力σ1的關(guān)系式，并具有以下特點(diǎn):(1)上述公式適用于擠壓和拉伸，(2)由公式(3-3)看出，只是在張應(yīng)力情況下為負(fù)號。1、當(dāng)α=0°時(shí)，cos2α=1，則σ=σ1;sin2α=0，τ=0。所以在與擠壓方向垂直的截面上正應(yīng)力最大，與拉伸方向垂直的截面上正應(yīng)力最小。與擠壓或拉伸方向垂直的截面上無剪應(yīng)力;2、當(dāng)α=45°時(shí)，sin2α=l，則τ=1/2σ1，當(dāng)α大于或小于45°，sin2α＜l。所以，在與擠壓或拉伸方向呈45°交角的截面上剪應(yīng)力最大。這種截面稱為最大剪切面。3、當(dāng)α=90°時(shí),σ=0，τ=0，亦即在平行于作用力的截面上既無正應(yīng)力，也無剪應(yīng)力。5/19/202317

為了綜合表述任意方向截面上正應(yīng)力和剪應(yīng)力的大小及其與主應(yīng)力的關(guān)系，可將(3-3)式兩邊移項(xiàng)平方及(3-4)式兩邊平方，而后再相加，得:5/19/202318

(3-5)式為直角坐標(biāo)中圓的方程式，其圓心坐標(biāo)為(1/2σ1，0)半徑為1/2σ1(圖3-5)，該圓稱莫爾應(yīng)力圓，簡稱莫爾圓或應(yīng)力圓。需注意的是，圖上的坐標(biāo)是應(yīng)力分量，在這個(gè)圓上的任何一點(diǎn)的坐標(biāo)值(σα,τα)代表作用在某個(gè)截面上的應(yīng)力分量。α角是截面法線與σ1的交角，垂直于σ1的截面α=0，以圓上A點(diǎn)表之，其上正應(yīng)力為σ1，剪應(yīng)力為零。在α≠0的其他任意斜截面上的正應(yīng)力與剪應(yīng)力可由所在應(yīng)力圓上相應(yīng)各點(diǎn)的坐標(biāo)給出。隨著α角增加，截面上的應(yīng)力分量沿著圓周按同一方向從A點(diǎn)轉(zhuǎn)向O點(diǎn)。當(dāng)α=90°時(shí)σα=0，τα=0，就是圓上的O點(diǎn)。在物體內(nèi)經(jīng)過一點(diǎn)可作無窮多個(gè)截面，每一個(gè)截面上的應(yīng)力分量都對應(yīng)于圓上的一個(gè)點(diǎn)，也就是說這個(gè)圓代表了物體內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。因此，應(yīng)力圓是表示點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的最有效的圖示5/19/202319圖3省-5田單軸學(xué)莫爾幫應(yīng)力妙圓Oσ2=0τσDD′c(1/2σ1,0)α2αA(τασα)(σ1,0)5/掀12畢/2顛02停320應(yīng)力財(cái)圓有很下列點(diǎn)一些邪性質(zhì)否:(1聚)應(yīng)力塊圓代表趁物體領(lǐng)內(nèi)一點(diǎn)摟的應(yīng)衣力狀德態(tài)。應(yīng)力佩圓圓初周上齡任意斗點(diǎn)代表辭該點(diǎn)某一裝方向餃的截瞇面的班應(yīng)力診分量σα和τα(2傭)兩街個(gè)相卻互垂諷直的船截面音上的絞應(yīng)力算分量壁對應(yīng)穴于應(yīng)鞠力圓碑直徑軌的兩纖個(gè)端撓點(diǎn)。廟例如論圖3走-6肯中與鴉cd躬截面費(fèi)相垂延直的皮截面儀，它尾的內(nèi)煎法線炮方向蛇m與σ1的夾且角為答90怠°+α,從(潔3-旅3)班和(誘3-虜4)烘式可倚得:圖3酸-6蹦相互強(qiáng)垂直奴截面委上的督應(yīng)力壤分布5/睬12付/2饅02堂321σσ1ττα2αEDD′αΑFc0σασβτβBΒ=90°+αYNαασ1Xσ1σαmnmταnNβ5/僻12霉/2裙02牧322這個(gè)外性質(zhì)菜表明經(jīng)過棟同一匪點(diǎn)的弊兩個(gè)灑相互怨垂直短的面銹上的凱剪應(yīng)孩力，賓總是恥大小分相等蹈，符括號相激反的喬。這一丹規(guī)律命被稱貞為剪應(yīng)杜力互核等定超理或剪樣應(yīng)力示成對攝定理墊。5/遺12泉/2另02筆323另外嶼將(宅3-聰8)珍和(碌3-呆6)爽兩式聲相加性得σα+σβ=σ1……庭……塌….聚.(偏3-全11拋)這表危明兩個(gè)摧互相寬垂直階截面和上的鞠正應(yīng)刷力之蒜和等于常擴(kuò)數(shù)(炊不隨α值改坦變)。(3靠)從應(yīng)乎力圓班上可胡看出τα的最糞大值就是究圓的醒半徑窯，等畢于1拿/2σ1。它故作用奮在法你線與居主應(yīng)向力σ1成±嘩45借°的賣截面血上，芹而且委兩個(gè)剝最大即剪應(yīng)遞力作各用面燈相互節(jié)垂直伙，稱井(一南對)共軛滋剪面。(4浩)從應(yīng)蓬力圓圍上可幼以看寺出最大和最小社正應(yīng)享力分別介在A誓點(diǎn)和圓0點(diǎn)叨，在租對應(yīng)迅于A市、O忠兩點(diǎn)巖的截面將上剪很應(yīng)力艇均等鴿于零您。5/癥12寺/2見02澇324二、光雙軸寧應(yīng)力橡狀態(tài)剛的二養(yǎng)維分關(guān)析當(dāng)單生元體饒同時(shí)者受到窗兩個(gè)油相互陽垂直突的正完應(yīng)力σ1與σ2作用碗時(shí)(動(dòng)即σ1＞σ2,σ3=0映)，火該物代體即茄處于暮雙軸籃應(yīng)力主狀態(tài)盛中(胡圖3譜-7激a)稱?，F(xiàn)悉求解肯任意禍截面嗎mn脅上的刺應(yīng)力腥。為蹤蝶演算宗方便重起見杠，采含用力活的疊順加原勺理(惰即運(yùn)拼用應(yīng)博力疊撐加法但)求遺解，窮而不葉用平階衡方蘆程法盼求解妹。這辛樣就勒可利壓用在偷單軸館應(yīng)力僻狀態(tài)見已求乓得的包公式名，分釋別求代出作蝦用于滑截面可上的液應(yīng)力辯，然舒后相懲加求景得。5/辟12君/2愧02注325圖3壇-7漂雙軸邪應(yīng)力渴狀態(tài)燙應(yīng)力織疊加忽法分魄析圖浸解首先躬，單督元體雕在應(yīng)幣力內(nèi)小的作似用下晨(圖險(xiǎn)3-揚(yáng)7b成)，棒截面承mn倒上的取正應(yīng)恭力σα和剪孩應(yīng)力τα可按箱公式懷(3喬-3驚)和介(3拍-4給)求音得αααnmnmnm圖3智-7蚊雙軸呢應(yīng)力武狀態(tài)坦應(yīng)力猜疊加逮法分齡析圖交解σ1σ2σ1σ2τασασ2ασ1τβσβααβ=瀉90著°+恨αbac5/符12珠/2目02勉326疊加耳后截盤面m加n上豬的剪畜應(yīng)力俱為:τ=τα+τβ,即跌(3磨-9要)式膏加(帳3-意7式言):其次率，該內(nèi)單元薯體又段受到嬸應(yīng)力σ2的作追用，畫并σ2與截蜘面mn法線老的交名角為β=9的0°文+α膨。慶(圖3杯-7c)欺，截面mn上的愿正應(yīng)僻力σβ和剪類應(yīng)力τβ也可并由公租式(勞3-銷6)壤和(橋3-幫7)年給出酷。疊根加后蓋截面mn上的低正應(yīng)染力為賽:σ=σα+σβ，即(脂3-昏8)生式加慶(3濱-6沖)式冬:5/誕12壯/2驕02脂327(3谷-1縫2)歇和(街3-課13士)式碼兩邊誤移項(xiàng)江平方掃后相鍛加得抖:(3給-1梢4)競式是界一個(gè)用圓方殊程，齡表示鄭圓心光在(花,率0鹿)，危半徑為疲的一候個(gè)應(yīng)共力圓蜘(圖起3-腥8)犬。5/光12肝/2支02灘328在σ軸上時(shí)按比錘例取普OA濫=σ1，O閣B=σ2，以朝C(蘭OC飽=隆)景為圓怖心即易可作肢出雙納軸應(yīng)濫力圓寬。不難健看出畝，單酬軸應(yīng)海力狀曬態(tài)(指OB秧=σ2=0牢,B彼點(diǎn)與廈0點(diǎn)阻重合丹)是氣以A極O為直直徑記的雙愧軸應(yīng)稻力狀煎態(tài)的桐一種爛特例享。圖3腸-8噸雙軸竟應(yīng)力腎圓5/質(zhì)12飼/2你02托329假設(shè)承單元驗(yàn)體某因一截旦面的姓法線薪與主借應(yīng)力σ1的交狡角為還α,燦在應(yīng)灑力圓易上自浮A點(diǎn)較取圓聽心角氣AC圾D=倡2α宇,則森圓上氏的D馬點(diǎn)的玩坐標(biāo)殘OE牢和D駱E分框別等尚于截粥面上面的正盾應(yīng)力σα和剪抹應(yīng)力τα,即抖(3旦-1鐮2)禍和(尊3-責(zé)13頂)兩糊式所妥表示縱的σ和τ的數(shù)豪值。雙軸羽應(yīng)力報(bào)圓有勿如下丹特征孔:(1抱)從賀圖3決-8仗可見袍，A慢點(diǎn)的鑼正應(yīng)綱力最闊大(雖即σ1)，灣B點(diǎn)開的正達(dá)應(yīng)力爸最小永(即σ2)，季兩點(diǎn)誘所代引表的尋截面押上均欠無剪肯應(yīng)力掌;其榨他各甩點(diǎn)所逝代表庭的截輛面上錢既有額正應(yīng)烘力，惠又有肯剪應(yīng)秤力，隱正應(yīng)忍力的腦值在σ1與σ2之間隔。5/剖12及/2隱02頑330(2裝)最宮大剪緣瑞應(yīng)力顆是在催與主果應(yīng)力萌成4等5°感和1旗35叢°的活兩個(gè)廉截面免上，勒也就串是平分義兩個(gè)信主應(yīng)躬力方附向的兩柄個(gè)截銳面上崇，其雙大小引等于撓(即侄主應(yīng)哈力差爛值之紹半)疾，但飾符號她相反攀。(3夕)當(dāng)皺主應(yīng)制力σ1和σ2大小務(wù)相等而符號軋相反壓時(shí)，其抽應(yīng)力疑圓是背一個(gè)遼圓心最在坐見標(biāo)原氏點(diǎn)，蘇半徑屆為σ1的圓航。在敬與σ1方向困呈±隆45穴°的袖截面魄上，銀剪應(yīng)扣力τ=σ1，但同正應(yīng)翠力σ張=0°略這種鉆應(yīng)力錫狀態(tài)鞠在材扔料力澇學(xué)中州稱作純剪敵應(yīng)力狀態(tài)爐(圖戀3-融9)伐。5/丈12睬/2爆02貸331圖4庸-9猜純剪垮應(yīng)力務(wù)狀態(tài)茄單元肆體的憶主應(yīng)際力和孫應(yīng)力衫圓圖衣解5/耀12德/2橡02艦332圖3考-1嘩0嘆代旅表各撤種可在能的示二維酸應(yīng)力并圓(據(jù)奔Me控an陷S，她19聽76控)A－晌靜水車?yán)炷?；b劫－一癢般拉腎伸;鎖c－駐單軸蓬拉伸苗;d圈－拉遷伸壓列縮;償e－李純剪勉應(yīng)力執(zhí);f怒－單稼軸壓殼縮；腹g－握一般田壓縮忠;h伯－靜甲水壓型縮abcdefgh5/頁12嬌/2先02猴333三、碧應(yīng)力港狀態(tài)根的三竄維分習(xí)析應(yīng)力趟狀態(tài)暗的三顯維分普析可占應(yīng)用艘于雙查軸應(yīng)伙力狀埋態(tài)。少例如笨在雙腐軸應(yīng)維力狀汗態(tài)下σ3雖為車零，臘但卻誘仍是憐數(shù)學(xué)壤上的放一個(gè)枯“量恢”。壞因此升，可紙以畫活出不且同于辱二維濾分析染中的毯應(yīng)力恢圓(攏圖3疫-1金1a繼)。σs最大厲剪應(yīng)枝力=σ1/2σNσ3σ2σ1abσNσsσ3=-σ1最大獸剪應(yīng)同力=奴σ1σ2σ1圖3弄-1比1雙裂軸擠裳壓應(yīng)錘力圓散(a廚)與插純剪露應(yīng)力折圓(踏b)5/失12軍/2傅02勢334下面畝簡略疑介紹鑰三軸許應(yīng)力霧狀態(tài)將三維巷分析禾的應(yīng)弓力圓鑼概念貼。為了俘便于鬧分析高，在殘?zhí)幱趽]三軸鹿應(yīng)力肉狀態(tài)蠢的物習(xí)體中啦，可梯以找謠出一望種特癢殊方挺位的苗單元滲體(逐圖3他-1沸2)檢。這省種單磨元體央的表般面上甜只有異主應(yīng)撕力作質(zhì)用。扇當(dāng)σ1＞σ2＞σ3時(shí)，螞包含套任一紡主應(yīng)字力軸憲的各皇截面永上正芹應(yīng)力王和剪促應(yīng)力灘與相幻玉應(yīng)主泊應(yīng)力確的關(guān)林系，憂可以覽據(jù)上望述雙悲軸應(yīng)穗力狀爹態(tài)的析分析并，從貢(3疼-1儀2)察和(鐵3-砍13樓)二紹式分然別求謝出。5/惹12古/2碼02茶335圖3駛-1甩2三平軸應(yīng)蓮力狀撫態(tài)單偷元體堵的主夠應(yīng)力訂和應(yīng)東力圓5/萌12蹤蝶/2盞02綠336在與盛主應(yīng)莖力σ2軸平畢行的跟多個(gè)想截面廉的應(yīng)訊力，助例如射圖3滿-1踏2的日Ⅰ趴(圖徐3-鈔12壟a)轎面僅鄙與σ1、σ3所決猶定的愧應(yīng)力選圓(循Ⅰ)煎上的帶一點(diǎn)撲D(酒圖3午-1應(yīng)2d砍)相藏對應(yīng)疲，該譽(yù)點(diǎn)的峰坐標(biāo)猛就是透此截何面上公的應(yīng)列力。爺當(dāng)截臟面與σ1、σ3成4襪5°陰時(shí)，諒其正蘭應(yīng)力幸和剪捆應(yīng)力述為：5/卷12貪/2窄02日337同理針，可勾求出楊與σ3、σ1平行染的備育截面堂上的退應(yīng)力遲(圖仙3-和12次b、蛋c及講d圖災(zāi)上圓飼Ⅱ與求圓Ⅲ距上的勻點(diǎn))晨。與床三個(gè)接主應(yīng)按力軸勒不平噸行的棟其他妻任意營截面摧上的摩應(yīng)力懶則對諒應(yīng)于膠圖3保-1耀2d開中陰貢影域谷中的更點(diǎn)，蚊其確灣定方作法較鏡繁，吃在構(gòu)迅造地爹質(zhì)學(xué)習(xí)的一逆般研忘究中怕很少砌進(jìn)行隙這樣彈的分奶析。5/晃12站/2豆02桌338四、山應(yīng)力嬸集中受力稅物體去的應(yīng)野力分丹布狀睡況不殊僅隨菠外力鞭的性耽質(zhì)、訂大小注和方羽向以躍及截琴面方膽位的棒不同予而變箱，而悼且還孫同物睡體本舒身的找結(jié)構(gòu)污有關(guān)慣。材秤料力扣學(xué)研協(xié)究表乎明，嘗如果鋪物體索內(nèi)部稍存在疊空洞禿、微設(shè)裂隙社或截矩面方銷位發(fā)愈生急距劇改刪變時(shí)參，則瞇會(huì)造迅成應(yīng)軋力的泰局部擺劇增捧，這刮種現(xiàn)朋象稱應(yīng)力堂集中，受址力物扶體往邊往在爭應(yīng)力扎集中攀處首遇先開租始破待壞。材料者力學(xué)杜研究悶中，調(diào)通常穗以應(yīng)圍力集捐中系莖數(shù)σk表示直應(yīng)力逮集中奪的程界度。斧圖3坊-1撿3例糠舉材背料內(nèi)黑一圓凍孔附豆近的紐奉應(yīng)力犬集中期現(xiàn)象配，其父最大愿應(yīng)力σma遙x與該映方向莖上的悄主應(yīng)舞力σ(或趟平均杠主應(yīng)凝力)完之比層為σk(即σk=σma愚x/σ)。濟(jì)地質(zhì)費(fèi)上常趨以光繞彈模作擬實(shí)槳驗(yàn)形閥象地稠反映綠應(yīng)力尾集中動(dòng)現(xiàn)象蘋。5/同12棋/2邊02強(qiáng)339地殼許中的男巖石柱并非哈完整榨無缺籍的，雄在外玩力作始用下拋，其籮內(nèi)部抖某些舌部位折極易掠產(chǎn)生賠應(yīng)力旗集中蒙現(xiàn)象怕，巖椒塊內(nèi)僅部若煌有早絨期的什裂隙呼和斷豈裂存梳在，攻受力悟后，洗就會(huì)妻在裂戒隙的宅端點(diǎn)休(圖仍3-償14揀)、緞斷裂壞的端居點(diǎn)、躍拐點(diǎn)蔬、尖男滅點(diǎn)言、交萍匯點(diǎn)含、分窩叉點(diǎn)霧或弧批形轉(zhuǎn)念折拐味角的泊外側(cè)服等部標(biāo)位出濃現(xiàn)應(yīng)究力集據(jù)中現(xiàn)誕象。擴(kuò)若外趨力不忌斷增撿加，浴應(yīng)力廉集中睡也隨偶之增瓦強(qiáng)，躁最后名可導(dǎo)熟致材鑰料首生先在遞應(yīng)力鞭集中北處破他壞。涉由于悶地殼轟無時(shí)仔無刻純不在猴變動(dòng)才，因飯此地交殼內(nèi)熔的應(yīng)儲(chǔ)力集麻中也候由小悼到大互，當(dāng)煤其積領(lǐng)累到括超過吉巖石存所能診承受腎的限炕度時(shí)餐，就麗會(huì)使謙那一檢部分郵巖石糧產(chǎn)生含破裂屠而釋底放出彼大量掙能量疼，地法震往右往由互此產(chǎn)咸生。5/病12僻/2渣02票340第三膝節(jié)原構(gòu)屆造應(yīng)遇力場物理仿量的愿空間城分布抓就是嫌“場錘”。傭前面臺(tái)的分徹析，燃考慮鏈的是訊一點(diǎn)排的應(yīng)稿力狀匠態(tài)，星但構(gòu)造晉應(yīng)力土的作赤用在釋一地我質(zhì)時(shí)則期的腔某一日空間妨內(nèi)是己有變乖化的吐，用矢量松場(方掃位及花大小腸)可門以表泰示這壘種變漢化，伏這就椅是某哭區(qū)城亦的構(gòu)靈造應(yīng)力充場。通供常用感主應(yīng)肺力方露向連暫成的請軌跡倦表示投，稱伐應(yīng)力雨軌跡世或應(yīng)斑力跡黃線擴(kuò)(如拜圖3產(chǎn)－1匠4所傾示)糊。5/饑12菌/2敢02幻玉341圖3際-1塞3井材拜料圓哭孔附扯近的應(yīng)力旗集中蔥現(xiàn)象圖4同-1盯4單酸向壓真力下途斷裂端點(diǎn)悉應(yīng)力敞集中制現(xiàn)象耳的光荷彈實(shí)鼓驗(yàn)(據(jù)壁孫巖拜等，仇19陷81最)P一吵作用虎力;陰AB武一微圓斷裂海(曲尋線為澆等差帆干涉儀條紋慚，條鞋紋密塵集部喉位表宜示應(yīng)剪力集附中區(qū)拉)5/馳12頃/2茶02套342構(gòu)造皺應(yīng)力漂場是炕由一劃定的乎地殼藥或巖液石圈登的運(yùn)洞動(dòng)所顛引起褲的，捷并由儀此產(chǎn)漏生了怎一系坑列巖維石變件形，貍因此泰利用編構(gòu)造埋應(yīng)力是場可梢系統(tǒng)餓闡明滔巖石享變形喝的原蒜因及超其時(shí)睡空分匪布規(guī)更律，側(cè)揭示透引起斜巖石孔變形鍵的地嗽殼運(yùn)叔動(dòng)方略式，溪并有粘助于羽從總撐體上您、成址因上丸深入延認(rèn)識(shí)餅地質(zhì)那構(gòu)造懂特征每及其酬發(fā)育苗規(guī)律雙。國外叮60陷年代搜初期狹就已毯開始泉古構(gòu)敘造應(yīng)蹦力的斥研究升，我搏國7兆0年舊以來資也開農(nóng)展此梳項(xiàng)研吧究(燥盧華低復(fù)等朵，1槍97固8;家萬天抱豐，隊(duì)19狗81惑，1嚴(yán)98乘8;厘盧華伴復(fù)等廚，1福98眼4;農(nóng)俞鴻艇年等境，1錘98穿7)稅。由芳于古澡應(yīng)力榜不能奔直接的測量車，能錦從研蔬究這紡些應(yīng)燃力作鳳用產(chǎn)燙生的籮構(gòu)造五入手脂，而假且往義往只革能進(jìn)繭行主該應(yīng)力甜方位況的測斧定。胳應(yīng)力斯大小扒一般位可通供過光薦彈模季擬給棋出相物對的挪概念某。因譜此，味對于政脆性揀變形撐構(gòu)造匹應(yīng)力胞場的灣研究暮目前胳還不波能完圓全定幕量。5/機(jī)12爐/2譽(yù)02叫343對于豪韌性煉變形舒構(gòu)造援應(yīng)力土場的掏研究筍，可爪通過斃糜棱若巖的燦顯微達(dá)、超獵微構(gòu)晴造(喜如位貿(mào)錯(cuò)密近度、哲亞顆愚粒和找重結(jié)餡晶顆悶粒的帳大小軋等)答估算帶其主歡應(yīng)力的大小胞(即脫差異亂應(yīng)力σ1－σ3);蔥主應(yīng)梢力軸覺方位孤則需咽通過雀巖組檢學(xué)方味法所號獲大尾量資狂料進(jìn)千行分患析，尊但其征結(jié)果目往往僻只具間有局旗部性暑意義堅(jiān)(具阿體內(nèi)勻容可掘參閱健鄭亞叢東等順(1叛98世5)洲、何耗永年亞等(萬19撕88液)二腦書)駁。5/下12影/2繩02為344下面只簡要液介紹喇利用據(jù)小構(gòu)輩造測不定主男應(yīng)力牌軸方間位的栗方法醒。(一億)、辟利用糾共軛菠(剪閣)節(jié)守理測堤定σ1、σ2、σ3方位共軛炸節(jié)理穴是由尊成對培發(fā)育歐的最斥大剪擋面進(jìn)拋一步次發(fā)展砌而成譜(見杜本章董第二總節(jié))沾，它烘是一護(hù)種小睡型構(gòu)拿造，緞分布販廣，獄數(shù)量際大，每且常?？梢姸惖焦?jié)跑理兩通側(cè)巖勤石的宇剪切漸旋向菠，據(jù)躬此可孫確定σ1、σ3方位雪，σ2方位盜則平費(fèi)行于臂共軛喜的兩模組剪渴節(jié)理蟲的交瓜線。兩條弄不相配平行霧的剪敗節(jié)理駱，如懇其同膚時(shí)形歲成，鹽則其當(dāng)旋向膛必定玻是一貿(mào)為左椅行，襖一為屢右行木，從串而構(gòu)開成兩奇對對咱頂象麗限，吩其中憲一對默對頂魯象限庸為擠匙壓象咽限，陜其分私角線蔥為σ1，另一傭?qū)槭芾鞓屜笙尴拢浠姆纸菢?biāo)線為σ3。運(yùn)用眠此法桑關(guān)鍵孝在于蘿確定楚二相竹交的懂剪節(jié)癢理是英否同飼時(shí)形般成，暴即是胡否呈草“共避軛”臨關(guān)系鑄，第角十章勇將予犧深入練分析勺。此哨外，蹲由于朝共軛握節(jié)理費(fèi)屬小光型構(gòu)臣造，投即使乳在一軋小區(qū)址域內(nèi)壯，其均發(fā)育窄方位震也不橫是一捷成不混變，捧因此拋需要瓣進(jìn)行乞大量糞測量做統(tǒng)計(jì)最，一牙般在潮一個(gè)伏觀測符點(diǎn)上別至少現(xiàn)需測亮量3蠟0對翅共軛卡節(jié)理塊，再靜利用丘赤平啊投影饞求出σ1、σ3的統(tǒng)卸計(jì)方魄