岩石力学---第八章 岩体力学新进展.pptVIP

第八章模型研究 * 一、光弹性模型 某些光学材料制成模型，受力后，不同的应力值能以不同的光学效应表现出来，因此人们能直观的看到模型上的应力场，并求出模型上各点在弹性范围内的主应力值及方向，这种方法就称作光弹性模拟。 二、光弹模拟基本概念 （一）、自然光和偏振光 自然光的特点： 1、光波的振动始终和光波前进的方向正交。 2、在垂直于光波前进的方向的平面上，光波在任意方向振动，且在哪个方向也不占优势。 偏振光的特点：当自然光通过某些特殊的透明介质制成的起偏镜后，只能在一个方向做横向振动。这样的光称作偏振光。 第一节 光弹性模拟 （二）、双折射 当光照射到各向异性晶体（单轴晶体，如方解石、石英、红宝石等）时，发生两个不同方向的折射；其中一个遵守折射定律的称为o光（寻常光），另一束不遵从折射定律的称为e光（非常光），这两束光都是平面偏振光。它们的振动方向互相垂直，并以不同的速度通过晶体。光线从一个特殊的角度射入晶体是不会发生双折射现象，这一角度称为晶体的光轴。对于双轴晶体（如云母、蓝宝石、结晶硫磺等），两束光都不满足折射定理。 （三）、1/4波片 在一块单轴双折射晶体从平行于光轴的方向切出一块薄片，并使两晶面平行，这种晶片称波片。如果从此晶体折射出的两束平面偏振光产生的光程差恰好为入射光波长的1/4 ，这种波片就称为1/4波片。 1/4波片是产生圆偏振光的必要光学元件。 （四）、光测弹性仪 1、平面偏振仪 2、圆偏振仪 三、光测弹性实验基本原理 （一）、应力-光学定律 暂时性双折射现象与应力之间的关系： 1、光线产生双折射的方向与该店的两个主应力方向一致。即一束光射入双折射材料后，必沿着两个主应力方向产生两束光。 2、每一束光的折射率与该点主应力的大小成函数关系。其关系如下： （二）、平面偏振场的光学-力学效应 光强表达式： 等差线与等倾线 某些时候，通过研究模型在受载情况下的变形、位移及破坏规律来推测、判断原型在受载情况下的变形、位移及破坏规律，即承认模型和原型间存在相似性，研究这些相似性质与规律的理论称之为相似理论。 一、相似模拟应满足的条件 1、几何相似。 2、运动相似。 3、力学相似。 二、相似材料的制备 相似材料基本力学性质要求与原型的力学性质相似。 三、相似模拟试验的设计 第二节 相似理论