zaleznosc_odksztalcenia_od_naprezenia.GIF

Naprężenie

Naprężenie (ang. stress) to wielkość tensorowa i oznacza siły wewnętrzne powodowane przez czynniki dążące do odkształcenia (ang. strain).

Luźne osady oraz skały poddane relatywnie małym naprężeniom zachowują się sprężyście, czyli odkształcenie jest odwracalne. Po przekroczeniu ich granicy sprężystości ulegają odkształceniom trwałym aż do zniszczenia ich struktury. Ze względu na kierunek działania w stosunku do rozpatrywanej płaszczyznę rozróżnia się naprężenie normalne (ang. normal stress), czyli działającego prostopadle do tej powierzchni oraz naprężenie styczne lub ścinające (ang. shear stress), czyli działającego równolegle do powierzchni. Naprężenia normalne mogą być ściskające (kompresyjne) lub rozciągające (tensyjne).

Naprężenia przyłożone w krótkiej skali czasu, gdy woda w porach nie ma możliwości odpływu, zwłaszcza w słabo przepuszczalnych osadach zawierających dużo minerałów ilastych rozpatrywane jest jako całkowite naprężenie (ang. total stress). W przypadku, gdy analizowane jest zachowanie materiału w długiej skali czasu, gdy woda ma możliwość odpływu rozpatrywane jest naprężenie efektywne.

Termin naprężenia efektywnego $\sigma'$ został wprowadzony przez Karla von Terzaghi w 1936 i oznacza całość naprężeń przenoszonych przez szkielet ziarnowy luźnych osadów wyłączając wpływ ciśnienia wody w porach. Przy ciśnieniu całkowitym, ciśnienie porowe przenosi część naprężeń: $\sigma' = \sigma - u$, gdzie $u$ to ciśnienie wody w porach (ang. pore water pressure).

Z punktu widzenia sedymentologii, w dłuższej skali czasu w nowo zdeponowanych osadach naprężenie powstaje w chwili ich przykrycia przez kolejną warstwę osadu. Z czasem, gdy osad ulega dalszemu pogrzebaniu, naprężenie zwiększa się z narastającym obciążeniem i staje się jednym z czynników prowadzących do procesów diagenetycznych.

Literatura

Glinicki, S. P. , 1990. Geotechnika budowlana, Skrypt Politechniki Białostockiej
Schofield, A.N., Wroth, C.P., 1968. Critical State Soil Mechanics, McGraw-Hill
Verruijt, A., 2001. Soil Mechanics, Delft University of Technology