Bài thuyết trình: SỰ BIẾN DẠNG CỦA ĐÁ

Biến dạng là sự thay đổi vị trí tương quan của các phần tử cấu thành vật thể là thay đổi hình dạng và đôi khi thay đổi thể tích Sự biến dạng có thể do các phương thức: căng, nén, cắt, uốn cong và xoắn

SỰ BiẾN DẠNG CỦA ĐÁ

 Biến dạng là sự thay đổi vị trí tương quan của các phần tử cấu thành vật thể là thay đổi hình dạng và đôi khi thay đổi thể tích

 Sự biến dạng có thể do các phương thức: căng, nén, cắt, uốn cong và xoắn

căng ép

Cắt

Uốn cong

Xoắn

lệ thuận giữa ứng suất và

biến dạng trong trường hợp căng theo 1 trục

σ: ứng suất; ϵ: độ dãn dài tương đối; E: hệ số tỷ lệ

không đổi đ/v vật liệu đã cho, gọi là module đàn hồi bậc 1

σ = E*ϵ

2/ Biến dạng dẻo 3/ Biến dạng phá vở

H → D → P hay H

Ứng suất

• Ứng suất là cường độ nội lực tác dụng trên 1 đơn vị diện tích Đó là lực xuất hiện trong vật thể cân bằng với lực bên ngoài tác động lên vật thể và gây ra hiện tượng biến dạng đàn hồi

• Lực cân bằng này tác động lên đơn vị diện tích bề

mặt của vật thể gọi là ứng suất tổng hợp Ứng suất

tổng hợp có thể phân ra hai lực: lực pháp tuyến và lực tiếp tuyến Lực pháp tuyến và lực tiếp tuyến tác động lên đơn vị diện tích gọi là ứng suất pháp tuyến (σ) và

• Khi một vật thể ở trạng thái biến dạng bất kỳ, ta luôn tìm thấy 3 mặt vuông góc nhau, trên các mặt này chỉ có ứng suất pháp tác động còn ứng suất tiếp bằng 0.Những mặt như vậy gọi là mặt chính Phương vuông góc với mặt chính gọi là ứng suất chính Ứng suất pháp tác dụng lên mặt chính gọi là ứng suất chính hay ứng suất cực đại của trạng thái ƯS: σ1 > σ2 >σ3 đồng thời cũng là trục chính của ứng suất Đối với vật thể đồng nhất thì chúng là trục biến dạng chính

• Nếu cả ba ứng suất chính đó ≠ 0 ta có trạng thái ứng suất khối; Nếu

1 trong 3 US chính = 0

ta có trạng thái ứng suất mặt; nếu 2 trong 3 US chính = 0 ta có ứng suất đường

A/Biến dạng đồng nhất

• Biến dạng đồng nhất là

biến dạng trong đó các

đường thẳng hay các

cấu tạo đường trong vật

liệu thí nghiệm không bị

uốn cong đi khi bị biến

dạng

CÁC TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT

1/ TRẠNG THÁI US ĐƯỜNG

Xác định US pháp và US tiếp trên tiết

diện bất kỳ của khối mẫu bị ném

nghiêng só với lực ép là

450 vì ở vị trí này sin2α=1 với các giá trị khác của α từ 0 → 900thì sin2α <1

Các công thức có được của trạng thái U.S đường đối với vật thể bị ép theo trục

cũng đúng với trường hợp vật thể bị căng mà trong đó U.S tiếp lớn nhất sẽ sinh ra

trên các tiết diện làm thành 1 góc 45 0 so với lực căng, còn U.S pháp cực đại sinh ra

Trên tiết diện thẳng góc lực tác dụng

Trạng thái US mặt và khối

Vòng tròn Mohr: để xác định trạng thái ứng suất mặt hoặc trạng thái ứng suất Khối, sử dụng vòng tròn Mohr có nhiều thuận lợi

Biểu diễn trạng thái US mặt

Biểu đồ vòng tròn Mohr (Theo G.D Agirei, 1969

• Giá trị U.S pháp và U.S tuyến được dặt tương ứng trên trục hoành và trục tung của hệ tọa độ vuông góc Quy ước U.S ép

là âm và đặt bên trái gốc tọa độ, U.S căng là dương đặt bên phải gốc tọa độ.

• Trên trục ứng suất đoạn OA và OB biểu diễn đại lượng σ1 và

• Các điểm nằm trên đường tròn

này biểu diễn trạng thái ứng

suất mặt Ví dụ điểm A có ứng

suất pháp tuyến cực đại là σ 1 và

ứng suất tiếp τ = 0.

• Lý thuyết đàn hồi đã chứng

minh luôn có thể định hướng

cho khối lập phương sao cho

• Trên các tiết diện nghiêng so

với trục σ1 và σ3 theo những

góc khác nhau, đồng thời các

tiết diện này cắt qua trục thứ

3 vuông góc so với hai trục

đầu, đó là trục σ2 theo

phương pháp lập biểu đồ

vòng tròn Tất cả các tiết

diện cắt qua trục σ2 gọi là

tiết diện đới trục σ2 do đó

vòng tròn σ1- σ3 thuộc vào

tiết diện đới trục σ2

• Tương tự vòng tròn σ 1 - σ 2 thuộc vào tiết diện đới trục σ 3

và vòng σ 2 - σ 3 thuộc tiết diện đới trục σ 1 .

• Trên cắt vuông góc với các trục σ 1 , σ 2 , σ 3 tất nhiên chúng thẳng góc nhau và ư.s tiếp τ =0

CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG BiẾN DẠNG

Định hướng không quay

Đinh hướng quay

Mô hình Litz (1935)

Định hướng của khe nứt so với các trục biến dạng

• Góc tư ép, góc tư căng: hai hệ thống khe nứt cắt cộng ứng phát triển làm thành 1 góc 450 so với các trục

• Đường phân giác nhọn và tù của các khe nứt cắt giao nhau

Tính chất cơ lý của đá

• Phụ thuộc vào thành phần và

cấu trúc của đá mà còn phụ

thuộc vào các nhân tố bên

ngoài ảnh hưởng đến quá trình

a/ BD không đồng nhất nội sinh

• 1/ Khe nứt tách

2/ Khe nứt ép

3/ Biến dạng của các tầng đá phân lớp:

a/ sự trượt dọc theo mặt phân lớp

b/ sự uốn cong các lớp đá cùng với sự thành tạo nếp uốn

Do vừa trượt theo lớp vừa uốn con nên các trục biến dạng thay đổi Phương theo những phần uốn cong của lớp

b/BD KHÔNG ĐỒNG NHẤT NGOẠI SINH

• Do lực kiến tạo gây nên,

lực kiến tạo phân bố ở

những điểm không

giống nhau nên tạo ra sự

phân bố làn sóng của

ứng suất theo không

gian và thời gian

• Đôi khi sự phân bố này không nhịp nhàng, như

ở các đới trượt chồm giảm đi ở phân rìa nhưng tăng nhanh ở phần trung tâm

• Sự thành tạo khe nứt tách kèm theo hiện tượng cắt trong các đới đứt gãy dịch chuyển ngang

hay đứt gãy thuận lớn