Практикум по геомеханике, страница 2

В механике сред различают две категории сил: внешние и внутрен­ние.

Внешние силы - это приложенные к объекту силы, вызываемые дей­ствием других тел. Их подразделяют на поверхностные и объемные. По­верхностные силы (например, давление) приложены к поверхности тела. Объемные или массовые силы приложены к внутренним частям тела (силы веса, силы инерции и др.).

Внутренние сипы - это силы связи между отдельными физическими частицами вещества. Внутренние силы под влиянием внешних изменяют­ся, получают приращения, которые и являются основным предметом изу­чения механики деформируемых тел.

Как внешние, так и внутренние силы обычно характеризуются их интенсивностью, т.е. усилием, приходящимся на единицу площади по­верхности или объема тела.

При рассмотрении внутренних сил эту интенсивность называют на­пряжением. Напряжение может быть математически определено как

                                                     (1.1)

где  - разрушающее усилие, кгс;  - площадь поперечного сечения образца, м².

Напряжение (р) как вектор может быть представлено в виде трех взаимно _┴ составляющих. Две из них располагаются в плоскости сечения и называются касательными напряжениями τ. Направленную _┴ к сечению называют нормальной составляющей или нормальным напряжением σ. Таким образом, напряженное состояние по любой элементарной площадке может быть однозначно охарактеризовано тремя составляющими напря­жений. Вместе с тем три взаимно _┴ площадки характеризуют элементар­ный объем (рисунок 1.1). Касательные напряжения обозначают τ с двумя индексами: первый индекс указывает на координатную ось, параллельно которой направлено касательное напряжение, а второй - ось, перпендику­лярно к площадке, в которой лежит касательное напряжение.

Совокупность компонентов напряжений (их 9) запишем в виде следующей квадратной матрицы 

                                                                                 (1.2)