Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Сдвиг с однородным напряженным состоянием




(модели напряженно-деформированного состояния первого ранга, квазиоднородного во всем объеме модели, по Ребецкому)

3.1. Схемы нагружения

3.2. Структуры, возникающие в моделях при механизме нагружения в виде однородного простого сдвига (скашивание)

3.3. Ориентировка сколов Риделя

· Ориентировка оси максимального сжатия при простом сдвиге: ось σ3 всегда ориентирована под углом 45° к направлению сдвига.

· Понятие об угле скалывания: угол между осью σ3 и трещинами скалывания называется углом скалывания α.

· Угол скалывания, как правило, не равен 45°, т.е. не совпадает с ориентировкой максимальных касательных напряжений. Причину такого отклонения можно, например, объяснить с помощью уравнения Кулона:

τ = τ0 + q σ

Здесь τ — касательное напряжение, приводящее к разрыву, τ0 — некоторое постоянное для материала касательное напряжение — прочность связей (иными словами, предел прочности сцепления материала на сдвиг – при отсутствии нормального напряжения). Слагаемое q σ положительно, так как предполагается, что сопротивление сколовому разрушению преодолевается только тогда, когда напряжения превышают как прочность сцепления, так и сопротивление скольжению на поверхности разрыва. По аналогии с трением скольжения коэффициент q называется коэффициентом внутреннего трения. Слагаемое q σ минимально на площадках, параллельных оси σ3.

Уравнение Кулона можно записать и в ином виде:

τ = τ0 + σ tg φ,

где угол φ называется углом внутреннего трения. Можно показать, что

α = + (π/4 + φ/2)

· Экспериментально полученный угол скалывания достаточно стабилен (среднее значение равно 30°) и не очень зависит от механических свойств горных пород.

· Ориентировка сколов Риделя R и R' по отношению к направлению сдвигания:

Сколы R ориентированы в среднем под углом 15° к оси сдвига (при угле скалывания 30°). Сколы R' должны быть ориентированы под углом 75° к оси сдвига.

В экспериментах с эквивалентными материалами, однако, даже в начале деформации они часто ориентированы под большими углами (около 80°, как в опыте, изображенном на рис. 6)

3.4. Причина отклонения сколов R' от теоретического положения

Сколы Риделя должны располагаться симметрично относительно оси максимальных сжимающих напряжений. Однако трещины не возникают сразу в явном виде. В материале сначала имеет место стадия предразрушения, когда возникают микроскопические трещины. Но как только трещины возникли, пусть и в микроскопическом виде, они сразу же начинают испытывать вращение. При этом R'-сколы, расположенные под большими углами к направлению сдвига, вращаются намного быстрее, чем R-сколы, ориентированные под небольшими углами к направлению сдвига.

Сказанное следует из формулы tgα’ = tgα + tgδ. Так, отрезки, ориентированные под углом 75 ° к направлению сдвига, при сдвиге на 5° повернутся почти на 5°, а отрезки, расположенные под углом 15°, - менее чем на 0,5°.Это можно показать и на диаграмме Мора (см. стр. 107 Ребецкий, 2008)

Можно предположить, что в тот момент времени, когда мы видим трещины R' невооруженным глазом, они уже успели повернуться на некоторый угол.

3.5. Развитие трещин по мере увеличения угла сдвига

· По мере развития деформации одни мелкие трещины объединяются между собой, другие прекращают свое развитие.

· Отсутствуют области выраженной локализации разрывов

· Преимущественное развитие на продвинутом этапе ранней дизъюнктивной стадии (о стадиях речь будет идти чуть позже) получают R – сколы.

Если среда квазиоднородна, неважно, как ориентированы плоскость и направление сдвига. Ниже рассмотрена модель, которая в природе вряд ли встречается именно в таком виде. Однако если в каких-то местах направление сдвига составляет с направлением слоистости острый угол, результаты этих экспериментов надо учитывать.

3.6. Особенности горизонтального скашивания в слоистой среде.

Сколы Риделя развиваются автономно в каждом слое. Имеются послойные срывы на некоторых участках границ слоев

3.7. Образование систем трещин отрыва при скашивании

Такие трещины были получены в некоторых экспериментах

Э. Клооса (1955). Они ориентированы в соответствие с расположением оси растягивающих напряжений (рис.9)




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 396; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.012 сек.