Bài giảng Cơ học đá: Ứng suất trong đá (in-situ stress) - GV. Kiều Lê Thủy Chung

Bài giảng Cơ học đá: Ứng suất trong đá (in-situ stress) - GV. Kiều Lê Thủy Chung cung cấp cho học viên các kiến thức về ứng suất, biến dạng và thuyết đàn hồi, các phương pháp xác định ứng suất trong đá, dự đoán trạng thái ứng suất tự nhiên dựa vào thuyết đàn hồi,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ học đá: Ứng suất trong đá (in-situ stress) - GV. Kiều Lê Thủy ChungỨng suất trong đá (in-situ stress)Nội dung Ứng suất, biến dạng và thuyết đàn hồi Các phương pháp xác định ứng suất trong đá Dự đoán trạng thái ứng suất tự nhiên dựa vào thuyết đàn hồi Trọng lượng (N): 40,000 450 Diện tích bàn chân (cm2): 400 1Ứng suất tại một điểm Force Stress  F Fn Area Area A Ft  Đơn vị: Pascal, Pa Fn Ft n  lim   lim A0 A A0 A Ứng suất pháp & ứng suất tiếp (normal stress & shear stress) Ứng suất pháp,  Ứng suất tiếp, Tác dụng vuông góc bề mặt Tác dụng song song bề mặtQuy tắc dấu trong Địa cơ học  Ứng suất vuông góc: (+) Nén (compression) (-) Kéo (tension) Ứng suất cắt: (+) Ngược chiều kim đồng hồ (counter-clockwise) (-) Cùng chiều kim đồng hồ (clockwise)  xy Phương tác dụngBề mặt tác dụng (được định nghĩa bằng một trục chuẩn (reference axis) vuông góc với mặt phẳng)  xx  xy  xz    σ   yx  yy  yz    zx  zy  zz   Cân bằng lực và môment:  xx  xy  xz   σ  yy  yz  6 independent   zz  componentsỨng suất chính 1   2   3  xx  xy  xz  σ    yy  yz    zz   1 0 0  σ   0  2 0   0 0  3 1: ứng suất chính lớn nhất (major principal stress)2: ứng suất chính trung gian (intermediate principal stress)3: ứng suất chính nhỏ nhất (minor principal stress) Phép biến đổi ứng suất (Transformation of stress)x xy xy yx •Độ lớn của ứng suất chínhy •Mặt phẳng tác dụng củaxy ứng suất chính Direction of 3  1 1  3 3 Direction of 1: góc đo kể từ phương của 1 theo chiều ngược chiều kim đồng hồ Analytical solutionTính ứng suất chính từ ứng suất trên mặt phẳng bất kỳ:  x  y   x  y  2  1,3       xy2 2  2  2 xy (Sử dụng cặp ứng suất có  lớn sin 2  1   3 nhất)Tính ứng suất trên mặt phẳng bất kỳ từ ứng suất chính: 1   3 1   3    cos 2 2 2 1   3   sin 2 2 Ví dụ 2.1 B   30o 40 B 20Cho một phân tố đá có ứng suất chính nhưhình vẽ. Hãy xác định ứng suất (,) trên mặtphẳng B-B.Ví dụ 2.2 xx = 96 MPa xyy = 120 MPa xy y = 38 MPaHãy xác định độ lớn và mặt phẳng tác dụng của ứng suất chính.Ví dụ 2.3 xx = 96 MPa xyy = 120 MPa xy y = 38 MPaHãy xác định độ lớn và mặt phẳng tác dụng của ứng suất chính. Ví dụ 2.4 B 30o 20 B 40Cho một phân tố đá có ứng suất chính nhưhình vẽ. Hãy xác định ứng suất (,) trên mặtphẳng B-B.Graphical solution - Mohr circle  1   3  max  2 A (, ) 3  2 1  1   3 2 Điểm cực (pole) OP là một điểm trên vòng tròn Mohr: một đường thẳng đi qua OP và một điểm A bất kỳ nằm trên vòng tròn sẽ song song với mặt phẳng tác dụng bởi ứng suất cho bởi điểm A   max A (, )1 3  2 1 3 OP  OP 3 1  (, ) ...