Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
14
2.HISTORIABADAŃORAZAKTUALNYSTANWIEDZY
s
ij
=A
ijkl
Áe
kl
(2.1)
gdzie:s
ij
–tensornaprężenia,e
kl
–tensorodkształcenia,A
ijkl
–tensorwspół-
czynnikówmateriałowych.
Dlaogólnegoprzypadkuanizotropii,liczbawspółczynnikówmateriałowych
wynosi21,natomiastdlaośrodkajednorodnego,izotropowegoredukujesiędo
2.Najbardziejznanestałemateriałoweto:modułYounga(E),modułścinania
(G),modułodkształceniaobjętościowego(K)orazwspółczynnikPoissona(u).
Wynikibadań,jakiobserwacjeterenowe,wskazują,żezachowaniesięskał
wpewnychwarunkachniemożebyćwpełniwyjaśnioneteoriąsprężystości
ibardziejodpowiedniejestzastosowanieteoriiplastyczności.Zajmujesięona
określeniemrozkładunaprężeńiodkształceńwośrodkach,którymwprocesie
deformacjitowarzyszątrwałeodkształcenia.Wteoriiplastycznościustalasię
związekmiędzytensoremnaprężeniaatensoremprzyrostuodkształcenialub
tensoremprędkościodkształceniaplastycznego.Analizujączachowaniesięskał
podobciążeniem,jestmożliwewyróżnienieczęścisprężystejiczęściplastycznej
odkształcenia.Pełnyzakresodkształceniazawierawięcczęśćsprężystą,zwią-
zanąznaprężeniamizgodniezprawemHooke’a,iczęśćplastyczną.Obserwo-
wanystannaprężeniaistanodkształceniazależąwznacznymstopniuod
historiiobciążaniamateriału,którywielokrotnieodciążanyiponownieob-
ciążanywzmacniasięlubosłabia.
Fizycznymechanizmplastycznościjestwyjaśnianynieodwracalnązmianą
położeniaatomów,wynikającązrozrywanianiektórychwiązańmiędzyatomo-
wychipowstawanianowych.Procestenzachodzinajszybciejwpobliżuistnie-
jącychdefektówstrukturylubwmiejscachosłabionychpowstaniemdużych
naprężeńlokalnych,czegoefektemjestpękanieikruszeniemateriałuwwyniku
rozwojuiłączeniasięmikrospękań.
Skały,jakoośrodekrzeczywisty,zawierajądefekty,wktórychdochodzido
koncentracjinaprężeń.Mogątobyćspękania,szczeliny,pory,aletakżestyki
międzyziarnoweczydyslokacjekrystalograficzne.Wmiejscachtychmożerozpo-
czynaćsięproceszniszczenia.WedługkryteriumGriffithaszczelinazaczniesię
rozprzestrzeniać,jeśliprędkośćwyzwalaniaenergiisprężystejprzekraczawartość
przyrostuenergiipowierzchniowej.Przyodpowiednimzorientowaniuszczeliny
najejkońcachkoncentrująsięnaprężeniarozciągająceoznacznychwartościach.
Jeśliichwartośćprzekroczywytrzymałośćmateriałunarozciąganie,rozpoczyna
siępękanieprostopadledokierunkudziałanianaprężeniarozciągającego.
Wlatach50.XXw.zmodyfikowanokryteriumGriffithaprzezuwzględnie-
niestrefyodkształceńplastycznychwokółszczelinydlapękaniaquasi-kruchego.
Zupływemlatpodejściededukcyjne,polegającenaprzechodzeniuodzjawisk
ogólnych,teoretycznych,doszczegółowychdoświadczeńzostałozastąpione
podejściemodwrotnym,indukcyjnym,odzjawiskszczegółowych–doświadczeń
doogólnych–teoretycznych.Wzrosłoznaczeniebadańdoświadczalnychwyko-
