GERİLME -STRESS
Son güncelleme: 02.07.2008 19:21
-
kuvvetler meydana gelir. Cismin bir kesitindeki kuvvetlerin sonsuz küçük bir yüzey parçasına oranı
bir limit değere yaklaşır. Bu limit değere cismin ele alınan noktasındaki GERİLME si adı verilir.
Diğer bir deyişle, kafi derecede küçük bir yüzey parçası için, birim yüzeye isabet eden kuvvete
GERİLME denir.
Bir cismin belirli bir kesitindeki gerilme, bir kesite dik (normal), diğeri paralel (teğetsel) olmak üzere
iki bileşene ayrılarak incelenebilir.
II.1. Gerilme Tipleri
Dört çeşit gerilme tipi olup bunlar: 1) Basınç gerilmesi (compressive stress), 2) Çekme gerilmesi
(tensile stress), 3) Kuvvet-çifti (couple) ve 4) Burulmadır (torsion).
Basınç Gerilmesi (Compressive stress)
Bir cisme uygulanan içe yönelmiş gerilmelere basınç gerilmesi adı verilir. Bu tür gerilmenin cisimde
meydana getirdiği değişiklikler:
- Boyu uzar, eni kısalır
- Kalınlaşır
- Hacimde küçülme meydana gelir
- Yükselir
Çekme Gerilmesi (Tensile Stress)
Bir cisme uygulanan, dışa yönelmiş gerilmelere çekme gerilmesi adı verilir. Bu tür gerilmenin
cisimde meydana getirdiği değişiklikler:
- Boyu kısalır, eni uzar
- İncelir
- Hacimde bir genişleme meydana gelir
- Çöker
Kuvvet Çifti (Couple-shear)
Birbirine zıt yönlü iki kuvvete kuvvet çifti adı verilir. Bu kuvvet çiftinin uygulanması ile cisimde:
- Şekil değişikliği meydana gelir
- Hacminde ve iki boyutlu halde yüzölçümünde bir değişiklik olmaz
Burulma (Torsion)
Bir cismin farklı iki noktasına, cisme zıt yönde dönmeler meydana getirecek türden kuvvetlerin
uygulanması halinde cismin kazandığı şekil değiştirmeye burulma adı verilir.
Bir Noktadaki Gerilme ve Gerilme Bileşenleri
Bir nokta üzerindeki gerilmelerin durumunu irdelemek için, bu kuvvetlerin sonsuz küçük bir küpün
merkezine etki yapıyormus gibi düşünürüz. Bu küp çok küçük olduğu için uygulanan kuvvetin her
yüzeye eşit miktarda etki yapmakta olduğunu varsayarız.
Gerilmenin tanımına göre X,Y ve Z- eksenlerindeki makaslama gerilmelerinin de dengede olması
gerekir. Aksi takdirde cismimiz rotasyonal bir hareket yapacaktır. Şekil II.4.b yi incelediğimiz zaman
makaslama gerilmelerinin ikişer ikişer eşleştiklerini görürüz. Bunlar eşit büyüklükte ters işaretli
gerilmelerdir. Bu yüzden cisim üzerindeki gerilme durumunu çıkarabilmek için 3 normal ve 3
makaslama gerilmesini bilmemiz yeterli olacaktır.
a. Birincil Gerilme Eksenleri
Yapısal Jeoloji konuları içerisinde gelişigüzel X,Y,Z eksenleri seçmek yerine makaslama
gerilmelerinin etkilerinin 0 olduğu a, b, c gibi jeolojik yapıya (Z ekseninin yerçekimi doğrultusunda, X
ve Y ekseninin de yatay düzlemde bulunmasının gerekmediği) uygun eksenler seçmek yerinde olur.
Makaslamaların olmadığı birbirine dik üç düzlem üzerindeki 3 adet normal gerilmeyi σ1, σ2, σ3,
harfleri ile gösteririz.
σ1≥ σ2 ≥σ3
σ1 en büyük asal gerilmeyi temsil eder. Bu üç gerilmeyi birbirine dik şekilde yönlendirdiğimiz zaman
ortaya çıkan kapalı şekle gerilme elipsoidi adını veririz
Doğada kaya kütleleri üzerine uygulanan gerilmeler üç boyutta eşitsiz bir durum sergilerler. Bir kaya
kütlesinin bir doğrultu yönünde basınca uğraması, bu doğrultuya dik bir düzlem üzerinde yine iki
doğrultuda çekme gerilmelerinin ortaya çıkmasına yol açar.
Yapısal jeoloji çalışmalarında basınç gerilmesi pozitif olarak, çekme gerilmesi negatif olarak ele alınır.
b. Gerilme Alanı ve Gerilme Yolları (Stress field and stress trajectories)
Gerilmeler kaya kütlelerinin bütünü üzerinde etkili olurlar. Bu gerilmelerin tesir gösterdiği alana
gerilme alanı denir. Bu alan içerisinde gelişen gerilmelerin nümerik olarak eşdeğerli olanları
çizgilerle birleştirilerek eş gerilme yolları elde edilir. Eş gerilme çizgilerinin biribirlerini kestiği
noktalara düğüm noktaları denir. Bu noktalarda gerilme elipsoidinin özelliğine uygun olarak gerilme
çizgileri birbirine dik olarak düzenlenir. Gerilmelerin bir kütle içerisinde tatbik noktasından
uzaklaştıkça azalacağı dikkate alındığında gerilme çizgileri kütle içerisinde aşağı doğru eğimlenecek
şekilde seyrederler. Bir sahada fayların, kıvrım eksenlerinin ve daykların yönelimleri dikkate alınmak
suretiyle kompresyon ve genişleme yönleri saptanarak o noktalarda gerilme elipsoidinin durumu
belirlenebilir. Daha sonra bu noktaların birbirleriyle çizgilerle birleştirilmesiyle kütle içerisindeki eş
gerilme çizgileri ortaya çıkabilir. Günümüzde bu çalışmalar özellikle neotektonik (güncel tektonik)
amaçlı olarak, levhaların hangi bölgelerinin ne tür gerilme rejimleri altında bulunduğunu anlamak için
yapılmaktadır. Bu çalışmaların ana amacı sismotektonik analizler olmaktadır. Yine bugün bu tür
çalışmaları matematiksel hale sokmuş olan büyük projeler dünya ölçüsünde yürütülmektedir. Örneğin
GPS (Global Positioning System) projesi ile uydulardan yer istasyonlarının konumlarını zamana karşı
saptamak suretiyle küçük levha parçacıklarının veya yerkabuğu kompartmanlarının birbirlerine göre
oransal hareketleri ölçülebilmekte, kayma hızları hesaplanabilmektedir. Bu şekilde sıkışan bölgelerde
potansiyel enerji birikimi ile salınmasındaki periyodisite gibi konuların çalışılması deprem risk
analizlerine imkan verebileceği gibi, jeolojik olayların mekanizmalarının iyi anlaşılmasına da yol
açmaktadır. Bu da geçmiş jeolojik olayların yorumlanmasında kullanılacak düşünce yollarını belirlemektedir.
- GERİLME -STRESS Konusuna Benzer Konular
- Cisimlerde Gerilme 18.12.2010