力学的基本概念microsoftword文档

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1、(1)物体在do的圧力下体积为V0。若压力增加(PO->PO+dP),则体积减小dV。则有K=dP/(-dV/VO)被称为该物体的体积模量(modulusofvolumeelasticity)o如在弹性范围内,则专称为体积弹性模量。体积模量是一个比较稳定的材料常数。因为在各向均压下曲的体积总是变小的，故K值永为正值，单位MPa。体积模量的倒数称为体积柔量。体积模量和拉伸模量、泊松比Z间有关系：E=3K(1⑵剪切模量(切变模量):材料常数,是剪切应力与应变的比值。又称切变模量或刚性模量。材料的力学性能指标之一。是材料在剪切应力作用下，在弹性变形比例极限范围内，切应力与切应变的比值。它表征材料抵抗

2、切应变的能力。模量大，则表示材料的刚性强。剪切模量的倒数称为剪切柔量，是单位剪切力作用下发生切应变的量度,可表示材料剪切变形的难易程度。(3)内摩擦角(angleofinternalfriction)煤堆在垂直重力作用下发生剪切破坏时错动面的倾角作为岩(土)体的两个重要参数z—的内摩擦角，是土的抗剪强度指标，是工程设计的重要参数。土的内摩擦角反映了土的摩擦特性，一般认为包含两个部分：土颗料的表而摩擦力，颗粒间的嵌入和联锁作用产生的咬合力。］内摩擦角是土力学上很重要的一个概念。内摩擦角最早出现在库仑公式屮，也就是土体强度决定于摩擦强度和粘聚力，摩擦强度又分为滑动摩擦和咬合摩擦，两者共同概化为摩擦

3、角。经典的表达式就是库伦定律T=atan0+c其屮，对于黏性土，c不为0对于砂土，c为00.c可以通过三轴试验得出，(或直剪)。在不同围压下，得到破坏时的最大主应力和最小主应力，做岀应力圆，至少在三种不同的围压下，这样可以做出三个应力圆，作三个圆的公切线，斜率即为内摩擦角。内摩擦角在力学上可以理解为块体在斜面上的临界自稳角，在这个角度内，块体是稳定的；大于这个角度，块体就会产生滑动。利用这个原理，可以分析边坡的稳定性。内摩擦角是反映散粒物料间摩擦特性和抗剪强度，它是确定物料仓仓壁压力以及设计重力流动的料仓和料斗的重要设计参数。如果把散粒物料看成一个整体，在其内部任意处取出一单元体，此单元体单位

4、面积上的法向压力可看作该面上的压应力，单位面积上的剪切力可看作该面上的剪应力。物料沿剪切力方向发生滑动，可以认为整体在该处发生流动或屈服。即散粒物料的流动可以看成与固体剪切流动破坏现象相类似。这样，就可以应用莫尔强度理论来研究散粒物料的抗剪强度，进而得出确定内摩擦角的理论和方法。根据莫尔理论，如果散粒物料在二向应力作用下沿着某一个平面产生破坏，则在这个平面内存在着一定的正应力O和剪应力T的组合。破坏平面内的正应力O和剪应力T可由力平衡求岀o二o1cos0+a3sin0t=(o1-o3)cos0sin0式中o1最大主应力；o3最小主应力；0破坏平而和最大主应力平面Z间的夹角；对同一种物料在不同的

5、。3情况下作试验，可得出散粒物料发生破坏时的一系列o1o莫尔圆和莫尔包络线相切的点表示散粒物料产生破坏时的平面方位及平面上的应力状态，它表示了散粒物料的强度条件。莫尔包络线可用下式表示为t=c+otg(pi式中T——散粒体抗剪强度；C——散粒体粘聚力；O破坏平面上的正应力；(pi——内摩擦角。莫尔包络线和水平线的夹角即为散粒物料的内摩擦角朝.莫尔包络线即表示散粒物料的剪切强度。如果表示物料内某点应力状态的莫尔圆落到莫尔包络线以下，则这个点的剪切应力是小于剪切强度，散粒物料不可能产生破坏和流动。莫尔包络线相切的任意其尔圆表示一个非稳定状态。在非稳定状态时，用切点表示的平而上可能出现破坏。散粒体的

6、剪切强度和内摩擦角可直接用图解法求出。它们的数值也可用莫尔圆方程直接求岀。为了测定散粒物料的内摩擦角，必须首先通过试验确定这种物料的莫尔包络线。目前，农业散粒物料的莫尔包络线可采用两种测定方法。1.三轴压缩试验三轴压缩试验装置简图如图所示，它是利用研究土壤剪切特性的装置发展起来的。采用此装置作散粒物料如谷粒的剪切试验时，将预先压实的谷粒控封闭在橡胶薄膜屮，并放进压缩室。压缩室内逐渐升压到预定的压力“轴向裁荷通过万能试验机或其它加裁装置施加到谷粒柱上。这样，谷粒柱在径向受到空气压力。3的压缩，在铀向受压缩空气压力和轴向载荷的共同作用，破坏时的O1值可通过记录仪测得。重复以上程序，即可得到不同的。

7、3值时谷粒拄破坏的主应力值，从而得出了散粒物料在一定压实状态下的莫尔包络线。2.直接剪切试验直接剪切试验可在图所示的剪切仪上进行。剪切仪由剪切槽、加裁装置和记录仪三个基本部分组成。剪切槽包括底座、剪切坏和顶盖。法向压力利用垂直作用的压实裁荷，剪切作用力通过电或机械传动装置施加于剪切坏。传动装置上装有力传感器或测力计，用于测量作用在底座和剪切环间接触平面内的剪应力。一些农业物料的内摩擦角的数值如下表