(ຂ) ຂຽນຄຸ່ າຂອງ d′ ແລະ ������′ ທຸ່ ີວດໄດຈ້ າກການປາກດົ ຂອງຈດຸ ທຸ່ ໃີ ກຄ້ ຽງກນຂອງຕວົ ບຸ່ ງົ ຊີຄ້ ວາມເຄຸ່ ງທງໝດົ ທຸ່ ີ ວເິ ຄາະ [ຮູບປບປຸງຕຸ່ ຈາກ Figures 7.6 and 7.8 ໂດຍ Ramsay and Huber, 1983] 6) ວທິ ຂີ ອງຟລາຍ (Fry’s Method) ວທິ ນີ ສີ້ ະເໜີໂດຍ Norman Fry (1979) ໄດຈ້ າກການປບປຸງວທິ ີ ຂອງ center - to - center ເຮດໃຫທ້ າການວເິ ຄາະໄດງ້ ຸ່າຍຂນຶ້ ແລະ ລຸດເວລາໃນການວເິ ຄາະໃຫໜ້ ອ້ ຍລງົ ວທິ ີ ຂອງຟລາຍມຫີ ກຼ ການໂດຍການຂຽນຈດຸ ເຄຸ່ ງິ ກາງຂອງວດຖຸທງໝດົ ທຸ່ ປີ າກດົ ມວີ ທິ ີປະຕບິ ດໄດດ້ ຸ່ ງນ:ີ້ ໃຊເ້ ຈຍ້ ໃສທຸ່ ີ ສາມາດເບຸ່ ງິ ເຫນວດຖຸທຸ່ ເີ ປນຕວົ ບຸ່ ງົ ຊີຄ້ ວາມເຄຸ່ ງໄດ,້ ການດົ ຈດຸ ທຸ່ ີສນົ ໃຈໄວໜ້ ຸ່ ງຶ ຈດຸ ແລວ້ ວາງຈດຸ ນນ້ ລງົ ເທງິ ເຄຸ່ ງິ ກາງ ຂອງວດຖຸທຸ່ ີເປນຕວົ ບຸ່ ງົ ຊີຄ້ ວາມເຄຸ່ ງ, ຂຽນຈດຸ ເຄຸ່ ງິ ກາງຂອງຕວົ ບຸ່ ງົ ຊຄີ້ ວາມເຄຸ່ ງທຸ່ ປີ າກດົ ຢຸ່ ູອອ້ ມຮອບທງໝດົ ຈາກ ນນ້ ເລຸ່ ອນຈດຸ ໄປທຸ່ ວີ ດຖຸອຸ່ ນໆ, ຂຽນຈດຸ ເຄຸ່ ງິ ກາງຂອງວດຖຸທງໝດົ ທຸ່ ີປາກດົ ຢຸ່ ູອອ້ ມຮອບ ເຮດແບບນຈີ້ ນົ ກວຸ່ າຈະ ພບົ ລກສະນະປາກດົ ຂອງຮູບວງົ ຮີ ດຸ່ ງຮູ ບທີ 2.38 ວງົ ຮີທຸ່ ປີ າກດົ ຄ ວງົ ຮີຄວາມເຄຸ່ ງນນ້ ເອງ. ອຸ່ ານຄຸ່ າ S1 ແລະ S3 ແລະ ຫາຄຸ່ າເປນວງົ ຮີ ກລະນທີ ຸ່ ີປາກດົ ເປນວງົ ມນົ ສະແດງວຸ່ າວດຖຸນນ້ ບຸ່ ຖກເຮດໃຫປ້ ຸ່ ຽນລກສະນະ. ຮູບທີ 2.38 (ກ) ການຂຽນຈດຸ ເຄຸ່ ງິ ກາງຂອງຕວົ ບຸ່ ງົ ຊຄີ້ ວາມເຄຸ່ ງທີ 1 ແລະ ຂຽນຈດຸ ເຄຸ່ ງິ ກາງອອ້ ມຮອບ (ຂ) ປຸ່ ຽນ ຕວົ ບຸ່ ງົ ຊີຄ້ ວາມເຄຸ່ ງມາທີ 2 (ຄ) ເມຸ່ ອສາເລດຈະໄດຮ້ ູບວງົ ຮີປາກົດອອກມານນ້ ຄວົງຮີຄວາມເຄຸ່ ງ [ຮູບປບປຸງຕຸ່ ຈາກ Figure 7.10 ໂດຍ Ramsay and Huber, 1983] 2.11. ການປຸ່ ຽນຮູບຮຸ່ າງໂດຍການຢດ ຫຼ ການຫດົ (Dilational Changes) ການປຸ່ ຽນລກສະນະຈາກການບດິ ບຽ້ ວເຮດໃຫບ້ ລມິ າດເພຸ່ ີມຂນຶ້ ຫຼ ຫລຸດລງົ ໄດ້ ຕວົ ຢຸ່ າງການມບີ ລມິ າດເພຸ່ ີມ ຂນຶ້ ເຊຸ່ ນ: ເມຸ່ ອຫີນແຕກອາດມສີ າຍແຮຸ່ ເຂາົ້ ໄປແຊກ ເຮດໃຫບ້ ລມິ າດມວນຫນີ ເພຸ່ ມີ ຂນຶ້ ເພາະມຊີ ຸ່ ອງວຸ່ າງ ແລະ ມີ ແຮຸ່ ອຸ່ ນເຂົາ້ ໄປສະສມົ ໃນຊຸ່ ອງວຸ່ າງນນ້ ຫຼ ການເກດີ ພະໜງແຊກຊນ້ (dike) ຫຼ ພະໜງແຊກລະຫວຸ່ າງຊນ້ (sill) ເປນຕນົ້ ຕວົ ຢຸ່ າງການມບີ ລມິ າດລຸດລງົ ເຊຸ່ ນ ເມຸ່ ອເມດແຮຸ່ ໃນເນອ້ ຫນີ ຖກລະລາຍອອກໄປ (dissolution) (ຮູບທີ 2.39) ຫຼ ການເກດີ ແນວແຕກລຽບ (cleavage) ເຊຸ່ ງິ ເຮດໃຫບ້ ລມິ າດຫາຍໄປ ສບເນຸ່ ອງຈາກການລະລາຍດວ້ ຍ ຄວາມດນ (dissolution or pressure solution) ຫຼ ຕວົ ຢຸ່ າງຂອງແນວແຂວ້ ໃນຫນີ (stylolites) ທຸ່ ເີ ກດີ ຈາກ ຫີນຖກເຮດໃຫເ້ ກດີ ການລະລາຍ ສຸ່ ວນທຸ່ ີບຸ່ ລະລາຍຈະເຫອຼ ເປນເສດທຸ່ ີປາກດົ ໃນລກສະນະຂອງແນວແຂວ້ ໃນຫີນ [ຮູ ບທີ 2.40 (ກ)] ໃນແນວຂອງແຂວ້ ໃນຫີນ ມກພບົ ເສດດນິ ໜຽວສີດາ ຫຼ ຮູ ບທີ 2.40 (ຂ) ແນວຂອງສາຍແຮຸ່ ແຄລໄຊທ້ ຸ່ ີຖກລະລາຍດວ້ ຍຄວາມດນ (pressure solution) ເຮດໃຫສ້ າຍແຮຸ່ ບາງສຸ່ ວນຂາດຫາຍໄປ, ລກສະນະ ທຸ່ ີຂາດຫາຍບຸ່ ໄດເ້ ກດີ ຈາກການເລຸ່ ອນ (faulting). ດຸ່ ງນນ້ , ເມຸ່ ອພຈິ າລະນາວງົ ຮີຄວາມເຄຸ່ ງໃນລກສະນະແບບ 2 ມິ ຕິ ແລະ ໄດເອແິ ກຣມສະໜາມຄວາມເຄຸ່ ງ (strain field diagram) ດຸ່ ງສະແດງໃນຮູບທີ 2.41 ສາມາດສະຫລຸບ ໄດວ້ ຸ່ າຖາ້ S1S3=1.0 ພນ້ ທຸ່ ບີ ຸ່ ປຸ່ ຽນ 96
S1 < (1/S3)1/2 ພນ້ ທຸ່ ລີ ຸດລງົ S1 > (1/S3)2 ພນ້ ທຸ່ ີເພຸ່ ມີ ຂນຶ້ ນອກຈາກນີ້ ຈະມຊີ ຸ່ ເອີນ້ ສະເພາະຂອງແອນລບິ ຄວາມເຄຸ່ ງທຸ່ ມີ ຄີ ຸ່ າ S1 > S2 > S3 ວຸ່ າ “plane strain” S1 > S2 = S3ວຸ່ າ “prolate strain - ໂພຣ′ເລດ ສະເຕຣນ′” ແລະ S1 = S2 > S3 ວຸ່ າ “oblate strain – ອອບ ເບລດ′ ສະເຕຣນ” ດຸ່ ງສະແດງໃນຮູບທີ 2.42 - 2.44. ຮູບທີ 2.39 ການປຸ່ ຽນລກສະນະແບບເຮດໃຫບ້ ລມິ າດລຸດລງົ (decrease in volume) ໂດຍການບບີ ອດ (compaction) ແລະ ການລະລາຍດວ້ ຍຄວາມດນ (pressure solution) ແນວຂອງການລະລາຍໂດຍ ຄວາມດນ ຈະພດທະນາເປນແນວແຕກລຽບ ຮູບທີ 2.40 (ກ) ແນວແຂວ້ ໃນຫີນ (stylolite – ສະໄຕ′ເລີໄລ)້ ພບົ ໃນບລເິ ວນ ພນ້ ທຸ່ ີ ເມອງ ເລີຍ ແຂວງເລີຍ (ຂ) ສາຍແຮຸ່ ແຄລໄຊບ້ າງສຸ່ ວນທຸ່ ີຂາດຫາຍໄປ ເນຸ່ ອງຈາການລະລາຍໂດຍຄວາມດນ (pressure solution) [ຮູບ (ກ) ໂດຍ ພຽງຕາ ສາດຮກ ຮູບ (ຂ) ໂດຍ Rob Butler, University of Leeds, UK] 97
ຮູບທີ 2.41 ລກສະນະຂອງໄດເອແິ ກຣມສະຫນາມຄວາມເຄຸ່ ງ (strain field diagram) ລະຫວຸ່ າງ S1 ແລະ S3 ພຈິ າລະນາສະເພາະພນ້ ທຸ່ ີສຸ່ ວນລຸມເສນ້ S1 = S3 ແຍກລະຫວຸ່ າງ ບລມິ າດລຸດ (S1<(1/S3)1/2) ແລະ ບລິ ມາດເພຸ່ ີມ (S1>(1/S3)2), plane strain (S1 = 1/S3), ideal prolate strain (S1/(1/S3)2), ideal oblate strain (S1/(1/S3)1/2, prolate strain ມຄີ ຸ່ າຢຸ່ ູລະຫວຸ່ າງ S1 = 1/S3 ແລະ S1/(1/S3)2, oblate strain ມຄີ ຸ່ າລະຫວຸ່ າງ S1 = 1/S3 ແລະ S1/(1/S3)1/2 [ຮູບປບປຸງຕຸ່ ຈາກ Figure 15-11 ໂດຍ Weijermars, 1997 ອາ້ ງເຖິງ Ramsay and Huber, 1983] ຮູບທີ 2.42 (ກ) ລກສະນະຂອງຊງົ ແອນລບິ ຄວາມເຄຸ່ ງແບບສາມແກນບຸ່ ເທຸ່ າົ ກນ (plane strain ellipsoid) ເຊຸ່ ງິ ມີ S1>S2>S3 (ຂ) ວງົ ຮີຕດຕງ້ ສາກກບແກນຄວາມເຄຸ່ ງຫກຼ S3 (ຄ) ແອນລບິ ຕດຕງ້ ສາກກບແກນຄວາມ ເຄຸ່ ງຫຼກ S2 (ງ) ແອນລບິ ຕດຕງ້ ສາກກບແກນຄວາມເຄຸ່ ງຫຼກ S1 [ຮູບປບປຸງຕຸ່ ຈາກ Figure 15 - 32 ໂດຍ Weijermars, 1997] 98
ຮູບທີ 2.43 ລກສະນະຂອງຊງົ ແອນລບິ ຄວາມເຄຸ່ ງແບບໄສສ້ ດາ (prolate strain ellipsoid) ເຊຸ່ ງິ ມີ S1 > S2 = S3 ເປນການປຸ່ ຽນລກສະນະແບບຖກຢດ (ຂ) ແອນລບິ ຕດຕາມຕງ້ ສາກກບແກນຄວາມເຄຸ່ ງຫກຼ S3 (ຄ) ແອນລບິ ຕດຕາມຕງ້ ສາກກບແກນຄວາມເຄຸ່ ງຫກຼ S2 (ງ) ແອນລບິ ຕດຕາມຕງ້ ສາກກບແກນຄວາມເຄຸ່ ງຫກຼ S1 [ຮູບປບປຸງຕຸ່ ຈາກ Figure 15 - 28 ໂດຍ Weijermars, 1997] ຮູບທີ 2.44 ລກສະນະຂອງຊງົ ຮີຄວາມເຄຸ່ ງແບບແປພຽງ (oblate strain ellipsoid) ເຊຸ່ ງິ ມີ S1 = S2>S3 ເປນການປຸ່ ຽນລກສະນະແບບບບີ ອດ (ຂ) ແອນລບິ ຕດຕາມຕງ້ ສາກກບແກນຄວາມເຄຸ່ ງຫກຼ S3 (ຄ) ວງົ ຮຕີ ດ ຕາມຕງ້ ສາກກບແກນຄວາມເຄຸ່ ງຫກຼ S2 (ງ) ແອນລບິ ຕດຕາມຕງ້ ສາກກບແກນຄວາມເຄຸ່ ງຫກຼ S1 [ຮູບປບປຸງຕຸ່ ຈາກ Figure 15 - 30 ໂດຍ Weijermars, 1997] 2.12.ໄດເອິແກຣມຟລິນ (Flinn Diagram) ຮູບທີ 2.45 ສະແດງໄດເອແິ ກຣມຟລນິ (Flinn diagram) ທຸ່ ີສະເໜີໂດຍ Flinn (1962) ເພຸ່ ອໃຊແ້ ຍກ ກຸ່ ຸມການປຸ່ ຽນລກສະນະຂອງຫນີ ແບບການຢດ ຫຼ ການບີບອດ ໃນການວເິ ຄາະແບບ 3 ມຕິ ໂິ ດຍພຈິ າລະນາຈາກຮູບ ລກສະນະຂອງແອນລບິ , ຂອງຄຸ່ າສດສຸ່ ວນການຢດ ຫຼ ການຫດົ ຫຼາຍສຸດກບຄຸ່ າການຢດ ຫຼ ການຫດົ ປານກາງ ແລະ ຄຸ່ າສດສຸ່ ວນການຢດ ຫຼ ການຫດົ ນອ້ ຍສຸດກບຄຸ່ າການຢດ ຫຼ ການຫົດປານກາງ ຄ ຖາ້ ຫາກຫີນມກີ ານປຸ່ ຽນ ລກສະນະແບບການຢດຈະມຊີ ງົ ແອນລບິ ຄວາມເຄຸ່ ງແບບໄສສ້ (prolate strain spheroid) ທຸ່ ມີ ຄີ ຸ່ າ S1 > S2 = S3 ຫາກມີການປຸ່ ຽນລກສະນະແບບການບີບອດ ຈະມີແອນລິບຄວາມເຄຸ່ ງແບບແປພຽງ (oblate strain 99
spheroid) ທຸ່ ີມຄີ ຸ່ າ S1 = S2 > S3 ແລະ ຫາກມກີ ານປຸ່ ຽນລກສະນະປະສົມ ຄຸ່ າແກນຄວາມເຄຸ່ ງບຸ່ ເທຸ່ າົ ກນທງ ສາມແກນເປນແອນລບິ ທຸ່ ມີ ຄີ ຸ່ າ S1 > S2 > S3 ຖເປນແບບຄວາມເຄຸ່ ງແບບສາມແກນບຸ່ ເທຸ່ າົ ກນ (plane strain speriod). ນອກຈາກນໄີ້ ດເອແິ ກຣມຟລນິ ສາມາດໃຊວ້ ເິ ຄາະຄວາມໜາ້ ຈະເປນໄປໄດຂ້ ອງການເກດີ ຄວາມເຄຸ່ ງທຸ່ ີ ຈະເຮດໃຫບ້ ລມິ າດປຸ່ ຽນແປງໂດຍຂຽນອດຕາສຸ່ ວນຂອງ S1/S2 ແລະ S2/S3 (ຮູ ບທີ 2.45) ໄດເອແິ ກຣມຟລິນ ມລີ ກສະນະຄາ້ ຍຮູບທີ 2.41 ໄດເອແິ ກຣມຟລນິ ຕອ້ ງວເິ ຄາະຄວາມເຄຸ່ ງທງ 3 ແກນ ສຸ່ ວນໄດເອແິ ກຣມໃນ ຮູບທີ 2.41 ນາສະເພາະຄຸ່ າຄວາມເຄຸ່ ງຄຸ່ າຫາຼ ຍສຸດ ແລະ ຄຸ່ ານອ້ ຍສຸດມາພຈິ າລະນາພຽງ 2 ແກນ ເຊຸ່ ງິ ຫາກຄຸ່ າຫາຼ ຍສຸດຄ S1 ແລະ ຄຸ່ ານອ້ ຍສຸດ ຄ S3 ທຸ່ ີແທຈ້ ງິ ແລວ້ (true principal strain) ຈະສາມາດບຸ່ ງົ ບອກໄດທ້ ງບລິມາດ ລຸ ດ (S1<(1/S3)1/2) ບລມິ າດເພຸ່ ມີ (S1>(1/S3)2) ຊງົ ຮີແບບສາມແກນບຸ່ ເທຸ່ າົ ກນ (S1=1/S3) ຊງົ ແອນລບິ ແບບແປພຽງ (1/S3<S1>(1/S3)2<S1 ແລະ ຊງົ ແອນລບິ ແບບສ ((1/S3)1/2<S1>1/S3) ຮູບທີ 2.45 ໄດເອິແກຣມຟລິນ (Flinn’s diagram) ໃຊສ້ າລບກວດສອບການປຸ່ ຽນລກສະນະທຸ່ ີຈະໄດຮ້ ູ ບແອນລບິ ຄວາມເຄຸ່ ງໃນສະພາບແບບໃດ ຖາ້ ມຄີ ຸ່ າ S1/S2 ນອ້ ຍກວຸ່ າ S2/S3 ຈະໄດຊ້ ງົ ແອນລບິ ຄວາມເຄຸ່ ງຂອງ ແບບແປພຽງ (oblate spheroid) S1/S2 ຫຼາຍກວຸ່ າ S2/S3 ໄດ້ຊົງຮີຄວາມເຄຸ່ ງແບບໄສສ້ (prolate spheroid) ແລະ S1/S2 ເທຸ່ າົ ກບ S2/S3 ໄດຊ້ ງົ ແອນລບິ ຄວາມເຄຸ່ ງສາມແກນບຸ່ ເທຸ່ າົ ກນ (prolate) Ramsay (1967) ໄດ້ດດແປງຈາກໄດເອິແກຣມຂອງຟລິນເພຸ່ ອຂຽນໃນມາດຕາສຸ່ ວນຂອງລອກ (logarithmic Flinn diagram) ສາມາດໃຊໃ້ ນການສກຶ ສາການບດິ ບຽ້ ວ ແລະ ການປຸ່ ຽນບລມິ າດ ເຊຸ່ ງິ ຄຸ່ າຄວາມ ເຄຸ່ ງຈາກມາດຕາສຸ່ ວນຂອງລອກ (logarithmic strain) ຫຼ ໃນບາງເທຸ່ ອເອີນ້ ວຸ່ າ ຄວາມເຄຸ່ ງປົກກະຕິ (natural strain) ຫຼ ຄວາມເຄຸ່ ງຈງິ (true strain) ໂດຍທຸ່ ີ e = loge(S) ດຸ່ ງຮູບທີ 2.46 (ກ) ສຸ່ ວນຮູບທີ 2.46 (ຂ) ເປນ ໄດເອິແກຣມທຸ່ ີ Ramsay (1967) ດດແປງໄດເອແິ ກຣມຟລນິ ໃນຮູບທີ 2.45 ເພຸ່ ອແຍກພນ້ ທຸ່ ີລະຫວຸ່ າງການ 100
ປຸ່ ຽນລກສະນະແບບຢດ ນນ້ ຄ prolate strain ແລະ ການປຸ່ ຽນລກສະນະແບບບີດອດ ນນ້ ຄ oblate strain ໃຫສ້ ະແດງໄດຊ້ ດເຈນຫາຼ ຍຂນຶ້ . ການວເິ ຄາະຫາຄຸ່ າ S1, S2 ແລະ S3 ຂອງວດຖຸ ຫາກແຜຸ່ ນພຽງທຸ່ ີວເິ ຄາະ ບຸ່ ແມຸ່ ນລະນາບທຸ່ ຕີ ດຕງ້ ສາກກບ ແກນຄວາມເຄຸ່ ງຫຼກ ຄຸ່ າທຸ່ ີວເິ ຄາະໄດຈ້ າເປນຕອ້ ງປບແກພ້ າຍໃຕເ້ ງຸ່ອນໄຂບຸ່ ມກີ ານສູນເສຍບລິມາດທຸ່ ີເອີນ້ ວຸ່ າ “isochoric strain - ໄອເຊີຄ′ຣິກ ສະເຕຣນ” ໂດຍຈະຕອ້ ງຮູມ້ ູມທຸ່ ີບຸ່ ຽງເບນໄປຈາກແກນຄວາມເຄຸ່ ງຫຼກໃນ ກລະນຂີ ອງຊງົ ຮີຄວາມເຄຸ່ ງແບບໄສສ້ (prolate strain ellipsoid) ແລະ ຊງົ ຮຄີ ວາມເຄຸ່ ງແບບແປພຽງ (oblate strain ellipsoid) ມູມທຸ່ ີຕອ້ ງການຮູຄ້ ມູມ ������ ເຊຸ່ ງິ ເປນມມູ ລະຫວຸ່ າງທຸ່ ີແກນຄວາມເຄຸ່ ງປາກດົ (oblique strain axis) ກບແກນຄວາມເຄຸ່ ງຫຼກຈິງ (true principal axis) ດຸ່ ງຮູບທີ 2.47 ແລະ 2.48 ສຸ່ ວນຮູບທີ 2.49 ສະແດງມູມທຸ່ ຈີ າເປນຕອ້ ງຮູ ້ 2 ມູມ ຄ ມມູ α ແລະ β ສາລບກລະນຂີ ອງຊງົ ຮີຄວາມເຄຸ່ ງແບບສາມແກນບຸ່ ເທຸ່ າົ ກນ. ສມົ ຜົນທຸ່ ີໃຊໃ້ ນການປບແກປ້ າກດົ ໃຕຄ້ າອະທບິ າຍໃຕຮ້ ູບ (ເບຸ່ ງິ ເພຸ່ ີມເຕີມໃນ Weijermars, 1997). ຮູບທີ 2.46 (ກ) ໄດເອແິ ກຣມຂອງຟລນິ (Logarithmic Flinn diagram) ໃຊກ້ ວດສອບການເພຸ່ ມີ ຫຼ ສູນ ເສຍບລມິ າດເມຸ່ ອຖກປຸ່ ຽນລກສະນະ (ຂ) ໄດເອແິ ກຣມຂອງຟລນິ (Flinn’s diagram) ໃຊສ້ າລບກວດສອບ ການປຸ່ ຽນລກສະນະທຸ່ ີຈະໄດຮ້ ູປວງຮຄີ ວາມເຄຸ່ ງໃນສະພາບແບບແປພຽງ (oblate ellipsoid) ນນ້ ຄ ແບບບີບ ອດ ຫຼ ວງົ ຮີຄວາມເຄຸ່ ງແບບໄສສ້ (prolate ellipsoid) ນນ້ ຄ ແບບການຢດ 101
ຮູບທີ 2.47 (ກ) ການວາງຕວົ ຂອງລະນາບທຸ່ ີຕດບຸ່ ຕງ້ ສາກກບແກນຄວາມເຄນ້ ຫກຼ ພາຍໃນຊງົ ຮີຄວາມເຄຸ່ ງແບບ ໄສສ້ ດາ (prolate strain ellipsoid) (ຂ) ຮູບວງົ ຮີທຸ່ ີຕດຕາມລະນາບທຸ່ ີຕດໃນ (ກ) ຄວາມຍາວຂອງ L1 reduced ສາມາດ ປບ ແກໃ້ ຫເ້ ປນ L1 (S1) ໄດ້ເມຸ່ ອຮູ ້ຄຸ່ າມູມ ∅ ໂດຍ ສົມຜົນ L1 reduced = (L12cos2 ∅ + L32sin2)1/2 ຄຸ່ າຄວາມເປນວງົ ຮີ (ellipticity) ຂອງຮູບ (ຂ) ຄ Rs oblique = L1 reduced /L3 ແລະ ເພາະວຸ່ າ Rs= L1/L3 ຈະໄດ ້ Rs = [(R2s oblique - sin2)/cos2]1/2 ຮູບທີ 2.48 (ກ) ການວາງຕວົ ຂອງແຜຸ່ ນພຽງທຸ່ ີຕດບຸ່ ຕງ້ ສາກກບແກນຄວາມເຄນ້ ຫກຼ ພາຍໃນຊງົ ຮີຄວາມເຄຸ່ ງ ແບບແປພຽງ (oblate strain ellipsoid). (ຂ) ຮູບວງົ ຮີທຸ່ ຕີ ດຕາມລະນາບທຸ່ ຕີ ດໃນ (ກ) ຄວາມຍາວຂອງ L3 inceased ສາມາດປບແກໃ້ ຫເ້ ປນ L3 (S3) ໄດເ້ ມຸ່ ອຮູຄ້ ຸ່ າມູມ ∅ ໂດຍສົມຜົນ L3 increased = (L12cos2 ∅ + L32sin2∅)1/2 ຄຸ່ າຄວາມເປນວງົ ຮີ (ellipticity) ຂອງຮູບ (ຂ) ຄ Rs oblique = L1/L3 increases ແລະ ເພາະວຸ່ າ Rs= L1/L3 ຈະໄດ ້ Rs = [(R2s reduced sin2∅)/(1-cos2∅)]1/2 102
ຮູບທຸ່ ີ 2.49 (ກ) ການວາງຕວົ ຂອງລະນາບທຸ່ ີຕດບຸ່ ຕງ້ ສາກກບແກນຄວາມເຄນ້ ຫກຼ ພາຍໃນຊງົ ຮີຄວາມເຄຸ່ ງແບບ ສາມແກນບຸ່ ເທຸ່ າົ ກນ (plane strain ellipsoid) (ຂ) ຮູບວົງຮີທຸ່ ີຕດຕາມລະນາບທຸ່ ີຕດໃນ (ກ) ຄວາມຍາວ ຂອງ L1 reduced ສາມາດປບແກໃ້ ຫເ້ ປນ L1 (S1) ແລະ ຄວາມຍາວຂອງ L3 increased ສາມາດປບແກໃ້ ຫເ້ ປນ L3 (S3) ໄດເ້ ມຸ່ ອຮູຄ້ ຸ່ າມູມ α ແລະ β ໂດຍສມົ ຜນົ L1 reduced = (L12cos2 α + L32sin2 α)1/2 ແລະ L3 increased = (L22cos2β + L32sin2β)1/28; ຄຸ່ າຄວາມເປນແອນລບິ (ellipticity) ຫາໄດຈ້ າກ Rs obliuqe =L1 reduced/L3 increased ແລະ R2s oblique = (Rs2cos2 α+sin2 α)/(Rs2cos2β+sin2β) 3. ສະຫລຸບ ການປຸ່ ຽນລກສະນະຂອງວດຖຸມີ 4 ແບບໃຫຍຸ່ ໆ ຄ: 1) ການເລຸ່ ອນ 2) ການໝນູ 3) ການຫດົ ຫຼ ການຂະຫຍາຍ 4) ການບດິ ບຽ້ ວ ຫາກວດຖຸປຸ່ ຽນລກສະນະແບບການເລຸ່ ອນ ແລະ ການໝນູ ເອີນ້ ວດຖຸນນ້ ວຸ່ າວດຖຸແຂງ (rigid body) ແຕຸ່ ຫາກວດຖຸນນ້ ເກດີ ການປຸ່ ຽນຂະໜາດ ແລະ ການບດິ ບຽ້ ວໄປ ເອີນ້ ວດຖຸນນ້ ວຸ່ າ ວດຖຸບຸ່ ແຂງ (non - rigid body) ສາມາດບຸ່ ງົ ບອກການເລຸ່ ອນ ແລະ ການໝູນຂອງວດຖຸໄດໂ້ ດຍການໃຊເ້ ວກເເຕ,ີ ສຸ່ ວນການຫດົ ຫຼ ຂະຫຍາຍ ແລະ ການບດິ ບຽ້ ວ ສາມາດບຸ່ ງົ ບອກໄດໂ້ ດຍຄວາມເຄຸ່ ງທຸ່ ເີ ກດີ ຂນຶ້ ເຊຸ່ ງິ ຄວາມເຄຸ່ ງທຸ່ ເີ ກດີ ຂນຶ້ ຄານວນຫາໄດໂ້ ດຍປຽບທຽບ ລກສະນະກຸ່ ອນ - ຫຼງການປຸ່ ຽນລກສະນະ ເຊຸ່ ນ: ກລະນຂີ ອງວດຖຸທຸ່ ີເປນແບບເສນ້ (1 ມິຕ)ິ ການຄານວນຫາ ປະລມິ ານຄວາມເຄຸ່ ງ ເຮດໄດໂ້ ດຍການວດຄວາມຍາວກຸ່ ອນຖກປຸ່ ຽນລກສະນະ ປຽບທຽບກບຄວາມຍາວຫຼງຖກ ປຸ່ ຽນລກສະນະ ສມົ ຜົນທຸ່ ີໃຊຫ້ າຄວາມເຄຸ່ ງຄ e=∆l/l ການວເິ ຄາະຄວາມເຄຸ່ ງແບບສອງມຕິ ິ ບຸ່ ງົ ບອກດວ້ ຍ ຄຸ່ າຄວາມ ເປນວງົ ຮີ (Rs=1+e1/1+e3 = S1/S3). ນອກຈາກນຍີ້ ງສາມາດຫາປະລມິ ານຄວາມເຄຸ່ ງຕດ (shear strain, ������) 103
ໄດດ້ ວ້ ຍ ຫາກຮູມ້ ູມທຸ່ ີເກີດຈາກການຕດ (angular shear, ������) ໂດຍທຸ່ ີ ������ = tan ������ . ຜົນຂອງການວເິ ຄາະ ຄວາມເຄຸ່ ງທຸ່ ີໄດ້ ເປນຜົນລວມສຸດທາ້ ຍທຸ່ ີຖກບນທກຶ ໄວໃ້ ນຫີນ, ເຖິງວຸ່ າໃນຄວາມເປນຈງິ ຄວາມເຄຸ່ ງໃນຫນີ ເກດີ ຂນຶ້ ຢຸ່ າງຊາ້ ໆ, ແບບຄຸ່ ອຍເປນຄຸ່ ອຍໄປ ຫຼ ເກດີ ຂນຶ້ ເປນຊຸ່ ວງໆແຕຸ່ ຜົນການວເິ ຄາະຄວາມເຄຸ່ ງຈະເປນຜົນລວມທງໝົດທຸ່ ີ ຖກບນທກຶ ໄວຈ້ ຸ່ ງຶ ຈດເປນຜນົ ລວມຄວາມເຄຸ່ ງ (finite strain) ຄວາມເຄຸ່ ງໃນວດຖຸສາມາດຂຽນໃນຮູບຂອງສມົ ຜນົ ແລະ ໃຊໄ້ ດເອແິ ກຣມຂອງໂມນ ຊຸ່ ວຍໃນການວເິ ຄາະຫາຄວາມເຄຸ່ ງໄດ.້ ນອກເໜອຈາກໄດເອແິ ກຣມຂອງໂມນຍງ ມເີ ທກໜຄິ ວເິ ຄາະຫາຄວາມເຄຸ່ ງອຸ່ ນໆ, ແຕຸ່ ລະເທກນກິ ມຂີ ດີ ຈາກດ ອກີ ທງຂນຶ້ ກບຕວົ ບຸ່ ງົ ຊຄີ້ ວາມເຄຸ່ ງທຸ່ ປີ າກົດໃນ ຫີນ. ຕວົ ບຸ່ ງົ ຊຄີ້ ວາມເຄຸ່ ງທຸ່ ີໃຊໄ້ ດດ້ ີໃນການວເິ ຄາະໄດແ້ ກຸ່ ຊາກດກຶ ດາບນ, ກອ້ ນກວດ ຫຼ ວດຖຸທກຸ ຊະນດິ ທຸ່ ີຮູຮ້ ູ ບຮຸ່ າງກຸ່ ອນຖກປຸ່ ຽນລກສະນະ ທຸ່ ີສາມາດນາມາປຽບທຽບກບວດຖຸທຸ່ ີບບວຸ່ າຖກປຸ່ ຽນລກສະນະໄປຈາກເດມີ , ຫາກ ຮູອ້ ດຕາການເກດີ ຄວາມຄວາມເຄຸ່ ງໃນແກນທງສາມແກນ ສາມາດໃຊໄ້ ດເອແິ ກຣມຂອງຟລນິ (Flinn diagram) ບຸ່ ງົ ບອກວງົ ຮີຄວາມເຄຸ່ ງທຸ່ ີເກດີ ຂນຶ້ ນນ້ ມບີ ລມິ າດສູນເສຍ ຫຼ ບລມິ າດເພຸ່ ີມຂນຶ້ ແລະ ເປນການປຸ່ ຽນລກສະນະແບບ ຢດທຸ່ ີປາກດົ ຊງົ ຮີຄວາມເຄຸ່ ງແບບໄສສ້ ດາ (prolate strain ellipsoid) ຫຼ ແບບບີບອດທຸ່ ປີ າກດົ ຊງົ ຮຄີ ວາມເຄຸ່ ງ ແບບແປພຽງ (oblate strain ellipsoid) ແລະ ຊງົ ຮີຄວາມເຄຸ່ ງແບບສາມແກນບຸ່ ເທຸ່ າົ ກນ (plane strain). 4. ຄາສບເທກນກິ ທຸ່ ີຄວນຈຸ່ ຈາ (Terms to Remember) Stress, strain, homogenous deformation, heterogeneous deformation simple shear, pure shear, coaxial, non-coaxial, finite strain ellipse, progressive deformation, incremental strain, infinitesimal strain, strain markers, extension, elongation, stretch, quadratic elongation, angular shear, greatest principal strain, least principal strain, intermediate principal strain, Mohr circle, Wellman’s methods, Rf/ ∅′ method, center – to - center method, Fry’s method, Flinn’s diagram, prolate strain, oblate strain and plane strain. ຄາຖາມທາ້ ຍບດົ (Questions) 1. ອະທບິ າຍ coaxial, non - coaxial, simple shear ແລະ pure shear? 2. ອະທບິ າຍ homogeneous deformation ແລະ heterogeneous deformation ເຊຸ່ ງິ ໃນການວເິ ຄາະ ຄ ວ າ ມ ເ ຄຸ່ ງ ທ າງ ທ ລະ ນີວິທ ະຍ າໂຄ ງ ສາ້ ງ ຈ ະ ສົມມຸ ດ ໃ ຫ້ເ ປ ນກາ ນປຸ່ ຽ ນລ ກສະ ນະ ແບບເນ້ອດຽວ (homogeeous deformation) ສມົ ມຸດຕຖິ ານນສີ້ ອດຄຸ່ ອງກບທາມະຊາດ ຫຼ ບຸ່ ຈຸ່ ງົ ອະທບິ າຍ? 3. ສະເກດ (sketch) ຮອຍເລຸ່ ອນທຸ່ ີມີລະນາບການເລຸ່ ອນໃນແບບ N-S (strike) ມີມູມ (dip) 45 ອົງສາຕະ ເວນອອກ ມີໄລຍະການເລຸ່ ອນລົງ ຕາມມູມ 30 ແມດ ແລະ ຕາມແບບລະດບ (strike) 15 ແມດ ແລະ ຈຸ່ ງົ ຂຽນບນລະຍາຍການເລຸ່ ອນຂອງແຜຸ່ ນຫນີ ທຸ່ ເີ ດມີ ເຄີຍຢຸ່ ູຕດິ ກນຈາກຮອຍເລຸ່ ອນດຸ່ ງກຸ່ າວ? 4. ສະເກດ (sketch) ເວກເຕີສະແດງການເລຸ່ ອນ ແລະ ການໝູນຂອງວດຖຸຮູບສຸ່ ີຫຸ່ ຽຼ ມຈະຕຸລດ? 5. ຕວົ ບຸ່ ງົ ຊີຄ້ ວາມເຄຸ່ ງ (strain markers) ໝາຍເຖງິ ຫຍງ ພອ້ ມຍກົ ຕວົ ຢຸ່ າງ? 6. ສະເກດ (sketch) (ກ) ໂຄງສາ້ ງຮອຍເລຸ່ ອນ (ຂ) ໂຄງສາ້ ງການຄດົ ໂຄງ້ ທຸ່ ີມຄີ ຸ່ າ e = -0.4 7. ສະເກດ (sketch) ໂຄງສາ້ ງຮອຍເລຸ່ ອນທຸ່ ມີ ຄີ ຸ່ າ e = 0.2 8. ຈຸ່ ງົ ຫາຄຸ່ າ e ຂອງພນ້ ທຸ່ ີທຸ່ ີສະແດງໃນຮູບທີ 2.50 (ກ) ແລະ (ຂ) 104
ຮູບທີ 2.50 ສາລບຄາຖາມຂ້ 8 (ຮູບປບປຸງຕຸ່ ຈາກ Figure 2.42 ໂດຍ Davis et al., 2011) 9. ຂຽນຄຸ່ າການປຸ່ ຽນຄວາມຍາວຂອງເສນ້ ຊຸ່ AB AC ແລະ AD (ຮູບທີ 2.51) ທຸ່ ປີ ຸ່ ຽນໄປເນຸ່ ອງຈາກມູມ = 10, 20, 30, 40, ແລະ 60 ຮູບທີ 2.51 ສາລບຄາຖາມຂ້ 9 10. ຈຸ່ ງົ ຫາການຄຸ່ າຄວາມເຄຸ່ ງຕດຂອງໄທຣເລີໄບ (trilobite) ໃນຮູບທີ 2.52 (ກ) ແລະ (ຂ) 105
ຮູບທີ 2.52 ສາລບຄາຖາມຂ້ 10 [ຮູບ (ກ) ຈາກ Figure 2.51 ໂດຍ Davis et al., 2011 ແລະ ຮູບ (ຂ) ຈາກ http://marlimillerphoto.com/SrD-53.html ສບຄນົ້ ເມຸ່ ອ ທນວາ 2558] 11. ສະເກດ (sketch) (ກ) ໄທຣເລີໄບ້ ແລະ (ຂ) ເບນຄເີ ອີຜອດ ທຸ່ ີມຄີ ຸ່ າຄວາມເຄຸ່ ງຕດເທຸ່ າົ ກບ 1.5? 12. ຈຸ່ ງົ ຫາຄຸ່ າ S1 ແລະ S3 ຂອງວງົ ຮີທງ 6 ຮູບທີສະແດງຢຸ່ ໃູ ນຮູບທີ 2.17? 13. ຈຸ່ ງົ ຫາຄຸ່ າ S, e, , ຂອງແບກລາຍ (back line) ຂອງເບນຄີເອີຜອດ A ແລະ B ໃນຮູບທີ 2.28 ໂດຍໃຊສ້ ມົ ຜົນຄວາມເຄຸ່ ງ ແລະ ຂຽນວງົ ມນົ ໂມນ? 14.ສາ້ ງວງົ ມົນໂມນ (Mohr circle) ຂອງການປຸ່ ຽນລກສະນະຂອງກອ້ ນກວດ (pebble) ໂດຍມີຄຸ່ າ S1 = 1.8 ແລະ S3 = 1.25 ຫາຄຸ່ າຂອງມູມ ������d ຂອງເສນ້ ທຸ່ ດີ ມມົ ຕິໃຫຢ້ ຸ່ ູໃນກອ້ ນກຫຼວດ 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 ແລະ 90 ຂຽນຮູບແກຣຟສະແດງຄຸ່ າການຫຢຽດ (stretch, S) ທຽບກບ ������d ແລະ ຮູບແກຣຟ ສະແດງຄຸ່ າ ������ ທຽບກບ ������d 15. ຈຸ່ ງົ ຫາຄຸ່ າຄວາມເປນວງົ ຮີ (ellipticity) ຂອງໄທຣເລີໄບໃນຮູບທີ 2.52 ທດິ ທາງຂອງ S1 ສະແດງດວ້ ຍວງົ ຮີ ໃນຮູບ ແລະ ຂອງໂອອອຍ ແລະ ໄຄຣນອຍໃນຮູບທີ 2.53? 16. ຈຸ່ ງົ ຫາຄຸ່ າຄວາມເປນວງົ ຮີ (ellipticity) ຂອງຮູບທີ 2.54 ທຸ່ ີສະແດງສະເພາະຮູບ hinge lines ຂອງເບນຄເີ ອີ ຜອດ? 17. ຈຸ່ ງົ ສະເກດ (sketch) ຮູບຂອງໄທຣເລີໄບ ຈານວນ 10 ຕວົ ທຸ່ ມີ ກີ ານປຸ່ ຽນລກສະນະ ໂດຍມຄີ ຸ່ າຄວາມເປນວງົ ຮີ 1.5 (ສະເກດທານອງດຽວກບຮູບທີ 2.54? 18.ການປຸ່ ຽນລກສະນະຂອງຂໃ້ ດທຸ່ ສີ ະແດງ plane strain, oblate strain ແລະ prolate strain ລວມທງຂ້ ໃດມກີ ານສນູ ເສຍບລມິ າດ? 106
1). S1 = 1.0; S2 = 1.0; S3 = 0.5 2). S1 = 2.0; S2 = 1.0; S3 = 1.0 3). S1 = 1.2; S2 = 1.0; S3 = 0.8 4). S1 = 1.1; S2 = 0.9; S3 = 0.6 5). S1 = 1.75; S2 = 1.0; S3 = 0.4 6). S1 = 1.0; S2 = 0.8; S3 = 0.6 7). S1 = 0.6; S2 = 0.42; S3 = 0.32 8). S1 = 0.85; S2 = 0.65; S3 = 0.4 9). S1 = 1.12; S2 = 0.75; S3 =0.55 19. ຈຸ່ ົ ງ ຂ ຽ ນ ຄຸ່ າ S1, S2, S3 ຂ ອ ງ plane strain, ideal prolate, regular prolate, ideal oblate, regular oblate ຢຸ່ າງລະ 2 ຊຸດ (ຂຽນຄາ້ ຍ S1, S2, S3 ຂອງຂ1້ 8)? 20. ຈຸ່ ງົ ສະແດງຄວາມຄດິ ເຫນຂອງການວເິ ຄາະຄວາມເຄຸ່ ງ ໃນແບບຂອງການນາໄປປະຍຸກໃຊປ້ ະໂຫຍດ ຮູບທີ 2.53 ສາລບຄາຖາມຂ້ 15 [ຮູບປບປຸງຕຸ່ ຈາກ Ramsay and Huber, 1983 ແລະ Passchier and Trouw, 2005] ຮູບທີ 2.54 ສາລບຄາຖາມຂ້ 16 ຄາຖາມຊວນຄດິ (Questions for Thought) 1. ຈຸ່ ງົ ຂຽນສົມຜົນ ສະແດງການເລຸ່ ອນ (translation), ການໝູນ (rotation), ການຕດແບບງຸ່າຍ (simple shear), ການຕດແບບບລສິ ຸດ (pure shear) ແລະ ການບດິ ບຽ້ ວ (distortion). ການົດໃຫວ້ ດຖຸຮູບສຸ່ ີ ຫຸ່ ຽຼ ມ (ການດົ coordinate (x, y) ຂອງຮູບສຸ່ ຫີ ຸ່ ຽຼ ມ ຈາກນນ້ ຈຸ່ ງຶ ສາ້ ງສມົ ຜົນສະແດງ x’, y’)? 107
2. ຈຸ່ ງົ ລະບຸຄຸ່ າການຢດ ຫຼ ຫດົ ຂອງແອຸ່ ງເທີຣີ (Tertiary) ຕຸ່ າງໆໃນອຸ່ າວໄທ ແລະ ໃນພາກເໜອ (ຄຸ່ າທຸ່ ລີ ະບຸ ຄາ ນວນໄດແ້ ບບໃດ ຕອ້ ງສະແດງຂມ້ ູນ (ເຊຸ່ ນ ຮູບຕດຂວາງຮອຍເລຸ່ ອນ) ປະກອບ? 3. ອະທບິ າຍວຸ່ າເປນຫຍງການວເິ ຄາະແບບ Wellman’s, Fry’s, ແລະ center to center ຈຸ່ ງຶ ໃຊໃ້ ນການຫາ ແອນລບິ ຄວາມເຄຸ່ ງໄດ?້ 4. ສບຄນົ້ ລາຍງານກຸ່ ຽວກບວທິ ີການວເິ ຄາະການປຸ່ ຽນລກສະນະໂດຍໃຊ້ ໂປຼແກຣມທາງຄອມພວິ ເຕີເຊຸ່ ນ finite element or finite differential models ຖກນາໄປປະຍຸກໃຊແ້ ບບໃດແດຸ່ ແລະ ໄດຜ້ ົນເປນແນວໃດ (ຢຸ່ າງນອ້ ຍ 2 ເລຸ່ ອງ)? 108
ບດົ ທີ 3 ການວເິ ຄາະແບບໄດແນຫມກິ (Dynamic Analysis) 1. ຫຼກການວເິ ຄາະແບບໄດແນຫມກິ (Principals of Dynamic Analysis) ກ າ ນ ວິເ ຄາະ ແບບໄ ດແນ ຫມິກເ ປ ນການວິເ ຄາະຫ າທ ງ ຂະໜ າດ ( magnitude) ແ ລ ະ ທິດ ທາງ (orientation) ຂອງຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີມີຜົນຕຸ່ ການປຸ່ ຽນລກສະນະ (deformation) ຂອງຫີນໂດຍມີວດຖຸປະສງົ ເພຸ່ ອບຸ່ ງົ ບອກຕາແໜຸ່ ງ ແລະ ທຸ່ ມີ າຂອງຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ກີ ະທບົ ຕຸ່ ຫນີ ນນ້ , ຄວາມເຄນ້ ເຮດໃຫຫ້ ີນປຸ່ ຽນລກສະນະໄດ້ 4 ແບບ ຄ: ການເຄຸ່ ອນທຸ່ ີ (translation), ການໝນູ (rotation), ການຫດົ ຫຼ ຂະຫຍາຍ (dilation) ແລະ ການບດິ ບຽ້ ວ (distortion). ການປຸ່ ຽນລກສະນະທງ 4 ແບບນີ້ ໄດກ້ ຸ່ າວມາແລວ້ ໃນການວເິ ຄາະແບບຄເິ ນແີ ມຖກິ . ການ ສກຶ ສາແບບໄດແນຫມກິ ເນນ້ ເຖິງ ຂະໜາດ ແລະ ທດິ ທາງຂອງແຮງທຸ່ ີເຮດໃຫຫ້ ນີ ປຸ່ ຽນລກສະນະ ຕະຫຼອດຮອດຄຸ່ າ ຄວາມແຂງແຮງຂອງຫີນທຸ່ ີຕຸ່ ຕາ້ ນການປຸ່ ຽນລກສະນະ. ຢຸ່ າງໃດກຕາມກຸ່ ອນທຸ່ ີຈະເຮດການວເິ ຄາະຫາປະລມິ ານ ແຮງຈາເປນຕອ້ ງມຄີ ວາມເຂາົ້ ໃຈກຸ່ ຽວກບນຍິ າມ ແລະ ທດິ ສະດີຕຸ່ າງໆ ທຸ່ ີກຸ່ ຽວກບແຮງ. 1.1. ນຍິ າມ ແລະ ທດິ ສະດີ (Definition and Law) 1.1.1. ແຮງ ແລະ ກດົ ຂອງການເຄຸ່ ອນທຸ່ ຂີ ອງນວິ ເຕນິ (Force and Newton’s Laws of Motion) ແຮງ (force) ເປນຄວາມສາມາດທຸ່ ເີ ຮດໃຫວ້ ດຖຸຢຸດເຄຸ່ ອນທຸ່ ີ ຫຼ ເຮດໃຫວ້ ດຖຸນງິ້ ເຄຸ່ ອນທຸ່ ບີ ຸ່ ໄດ.້ ນອກຈາກ ນແີ້ ຮງຍງເປນຄວາມສາມາດທຸ່ ເີ ຮດໃຫວ້ ດຖຸປຸ່ ຽນມູມ ຫຼ ປຸ່ ຽນຮູບຮຸ່ າງໄດ,້ ຫາກວດຖຸຖກປຸ່ ອຍຈາກບຸ່ ອນສູງວດຖຸ ຈະຕກົ ລງົ ສຸ່ ູພນ້ ໂດຍແຮງດງຶ ດດູ ຂອງໂລກ (gravitational force). ກດົ ຂອງແຮງອະທບິ າຍໂດຍນວິ ເຕນິ ແລະ ຮູ ້ ຈກໃນນາມຂອງ “ກົດການເຄຸ່ ອນທຸ່ ຂີ ອງນວິ ເຕນິ (Newton’s laws of motion)” ມີຄວາມສາພນໂດຍກງົ ກບ ການວເິ ຄາະແບບໄດແນຫມກິ ໃນການວເິ ຄາະຫາແຮງໂດຍທຸ່ :ີ ກ. ກົດຂທ້ ີ 1 ຂອງນວິ ເຕິນ “ວດຖຸທກຸ ຊະນດິ ຈະຢຸ່ ໃູ ນສະພາບຢຸດນິງ້ ຫຼ ເຄຸ່ ອນທຸ່ ດີ ວ້ ຍຄວາມໄວຄົງທຸ່ ີຕະຫຼອດໄປໂດຍບຸ່ ມຄີ ວາມເລຸ່ ງ (acceleration, a) ຫາກບຸ່ ມແີ ຮງກະທບົ ເພຸ່ ອໃຫເ້ ກດີ ອດຕາເລຸ່ ງ” ກດົ ຂນ້ ບີ້ ຸ່ ງົ ບອກໃຫຮ້ ູວ້ ຸ່ າ ວດຖຸທຸກຊະນດິ ປຸ່ ຽນ ລກສະນະໄດ້ ໂດຍອາໄສແຮງ. ຂ. ກດົ ຂທ້ ີ 2 ຂອງນິວເຕິນ “ຄວາມເລຸ່ ງ (a) ຂອງວດຖຸເປນປະຕພິ າກໂດຍກງົ ກບແຮງລບທຸ່ ີຫຼາຍກະທບົ ຕຸ່ ວດຖຸ ຄວາມເລຸ່ ງມທີ ດິ ທາງ ດຽວກນກບການເຄຸ່ ອນທຸ່ ຂີ ອງວດຖຸ, ແຕຸ່ ຈະເປນປະຕພິ າກຜົກຜນກບມວນສານ (mass, m) ຂອງວດຖຸ” ຂຽນ ເປນສມົ ຜນົ ໄດດ້ ຸ່ ງນ:ີ້ a α F/m F α ma = kma ເມຸ່ ອ k ຄຄຸ່ າຄງົ ທຸ່ ີ ແລະ ໃນໜຸ່ ວຍຂອງ SI ຄຸ່ າ k=1 ເຮາົ ຈຸ່ ງຶ ຮູກ້ ນໃນຮູບຂອງສມົ ຜົນ ດຸ່ ງນີ້ ຄ. ກົດຂທ້ ີ 3 ຂອງນວິ ເຕິນ “ເມຸ່ ອມແີ ຮງປະຕກິ ລິ ຍິ າຄວນມແີ ຮງປະຕກິ ລິ ຍິ າ ໃນຂະໜາດທຸ່ ີເທຸ່ າົ ກນ ແຕຸ່ ມທີ ດິ ກງົ ກນຂາ້ ມກນສະເໝີ” ສະຫລຸບ ຄ ກດົ ຂ້ 1 ຂອງນວິ ເຕນິ ກຸ່ າວເຖງິ ການບຸ່ ເຄຸ່ ອນທຸ່ ີຂອງວດຖຸເມຸ່ ອປາສະຈາກແຮງກະທບົ ກດົ ຂ້ 2 ກຸ່ າວເຖງິ ການເຄຸ່ ອນທຸ່ ີຂອງວດຖຸ, ເມຸ່ ອມແີ ຮງກະທບົ ແລະ ກົດຂ້ 3 ກຸ່ າວເຖິງ ແຮງກະທບົ ລະຫວຸ່ າງມວນສານ (mass, m) ຫຼ ນາ້ ໜກ (weight. w) ຂອງວດຖຸ. 1.1.2. ມວນສານ ແລະ ນາ້ ໜກ (Mass and Weight) 109
ມວນສານ (mass, m) ຂອງວດຖຸ ຄ ປະລມິ ານຂອງເນອ້ ທາດທຸ່ ີຢຸ່ ູໃນວດຖຸໃດໜຸ່ ຶງມຫີ ວົ ໜຸ່ ວຍເປນກິໂລ ກຼາມ ຫາກເປນລະບບົ SI. ດຸ່ ງນນ້ , ມວນສານຈຸ່ ງຶ ເປນຜົນຄູນລະຫວຸ່ າງຄວາມໜາແໜນ້ (density, ρ) ກບບລິ ມາດຂອງວດຖຸ (volume, v) m=ρv ນາ້ ໜກ (weight) ຂອງວດຖຸ ຄ ຜນົ ຄູນມວນຂອງວດຖຸກບຄຸ່ າແຮງດງຶ ດດູ ຂອງໂລກ ຫຼ ຄຸ່ າ g W=mg g=9,8 m/s2 ຄວາມແຮງມີຫົວໜຸ່ ວຍເປນ ນິວເຕນິ (N) ໂດຍການົດວຸ່ າ 1 ນິວເຕິນ ເທຸ່ ົາກບ ອອກແຮງ 1 ກໂິ ລກຼາມ (kilogram ອອກສຽງວຸ່ າ ຄ′ິ ເລແີ ກຣມ) ທຸ່ ີເຮດໃຫວ້ ດຖຸເກດີ ຄວາມເລຸ່ ງ 1 ແມດຕຸ່ ວນິ າທຍີ ກກາລງສອງ (m/s2) ແຮງ 1 ນວິ ເຕນິ ທຽບໄດກ້ ບແຮງທຸ່ ີໃຊປ້ ິດ ຫຼ ເປດີ ສະວດິ (switch) ໄຟຟ້າໃນບາ້ ນ ໜຸ່ ວຍຂອງແຮງທຽບໄດຈ້ າາກ ສມົ ຜົນ: F = ma = mass x acceleration = kg – m/s2 = Newton (N) ແຮງເປນປະລມິ ານເວກເຕີ ເຊຸ່ ງິ ຕອ້ ງລະບຸທງຂະໜາດ ແລະ ທດິ ທາງ ຄຸນລກສະນະຂອງແຮງຕາມກດົ ຂອງ ເວກເຕຄີ ເມຸ່ ອແຮງຢຸ່ ໃູ ນທດິ ທາງດຽວກນຈະເສມີ ກນ, ຫາກແຮງຢຸ່ ໃູ ນທດິ ທາງຕຸ່ າງກນຈະຫກລາ້ ງກນ. 1.1.3. ແຮງພາຍໃຕຜ້ ິວໂລກ (Force in the Subsurface) ແຮງສາມາດເຮດໃຫລ້ ກສະນະຂອງເປອກໂລກປຸ່ ຽນລກສະນະໄປໄດ້ ການປຸ່ ຽນລກສະນະຂອງເປອກໂລກ ໂດຍແຮງ ໂດຍທຸ່ ວົ ໄປມີ 2 ແບບ ຄ: 1) ແຮງຂະໜາດທຸ່ ີເຮດໃຫມ້ ກີ ານປຸ່ ຽນລກສະນະເກດີ ຂນຶ້ ແບບຊາ້ ໆ ຄຸ່ ອຍເປນຄຸ່ ອຍໄປ ເຊຸ່ ນ: ການເຄຸ່ ອນທຸ່ ີ ຂອງແຜຸ່ ນເປອກໂລກ. 2) ແຮງຂະໜາດມະຫາສານທຸ່ ເີ ຮດໃຫມ້ ກີ ານປຸ່ ຽນລກສະນະແບບຮຸນແຮງ ເຊຸ່ ນ: ການປຸ່ ຽນລກສະນະຂອງ ຫນີ ພາຍໃນເວລາອນສນ້ ເມຸ່ ອເກດີ ແຜຸ່ ນດນິ ໄຫວ ຫຼ ພເູ ຂາົ ໄຟລະເບດີ . ການສກຶ ສາທາງທລະນວີ ທິ ະຍາໂຄງສາ້ ງ ເປນການສກຶ ສາຜນົ ຈາກແຮງທຸ່ ເີ ຮດໃຫເ້ ກີດການປຸ່ ຽນລກສະນະ ແບບຄຸ່ ອຍເປນຄຸ່ ອຍໄປຢຸ່ າງຊາ້ ໆ ເຊຸ່ ນ: ການປຸ່ ຽນຕາແໜຸ່ ງໂດຍການເຄຸ່ ອນທຸ່ ີ, ການໝູນ, ການຢດ ຫຼ ຫດົ ແລະ ການບດິ ບຽ້ ວ. ໂດຍທຸ່ ີວດຖຸນນ້ ໆບຸ່ ສາມາດຄນສຸ່ ູສະພາບເດມີ ໄດພ້ າຍຫຼງຖກແຮງກະທບົ ຈຸ່ ງຶ ປາກດົ ເປນ “ຜົນລບ ຂອງແຮງບນທກຶ ໄວໃ້ ນຫນີ ” 1.1.4. ແຮງທາງທລະນີວິທະຍາໂຄງສາ້ ງ (Force in Structural Geology) ແຮງທາງທລະນວີ ທິ ະຍາໂຄງສາ້ ງມຢີ ຸ່ ູນາກນ 2 ປະເພດ ຄ: ແຮງຈາກມວນສານວດຖຸ (body force) ແລະ ແຮງຈາກຜວິ ສາຜດ (contact force). 1) ແຮງຈາກມວນວດຖຸ (body force): ເປນແຮງກະທບົ ທຸ່ ີຂນຶ້ ຊຸ່ ຕຸ່ ມວນວດຖຸ ແຕຸ່ ບຸ່ ຂນຶ້ ກບແຮງທຸ່ ີເກດີ ຈາກວດຖຸຂາ້ ງຄຽງ ຕົວຢຸ່ າງຂອງແຮງຈາກມວນວດຖຸ ໄດແ້ ກຸ່ : ແຮງດຶງດູດຂອງໂລກ (gravity force) ແຮງສະ ໜາມແມຸ່ ເຫຼກ (magnetic force) ແຮງດຶງດູດ ຫຼ ແຮງດນລະຫວຸ່ າງໄຟຟາ້ ບນຈຸ (electric force) ເປນຕນົ້ . ຜົນຂອງແຮງຈາກມວນວດຖຸເຮດໃຫເ້ ກດີ ການປຸ່ ຽນລກສະນະທຸ່ ີເບຸ່ ງິ ເຫນໄດ,້ ສຸ່ ວນຜົນຂອງແຮງສະຫນາມແມຸ່ ເຫກຼ ມຜີ ົນຕຸ່ ວດຖຸໃນລະດບຂອງອາຕອມ (atom ອອກສຽງວຸ່ າ ແອະເທຸ່ ມີ ຫຼ ແອເທຸ່ ີມ) ທຸ່ ີເປນອງົ ປະະກອບ. ຕວົ ຢຸ່ າງ ຜົນຂອງແຮງຈາກມວນວດຖຸ ເຊຸ່ ນ: ການເລຸ່ ອນຖະໄຫຼຂອງຫີນທຸ່ ີລາດຊນ, ການຕກົ ພກຶ ຂອງແຮຸ່ , ການຜກດນ (push) ຫຼ ການດງຶ (pull) ຂອງແຜຸ່ ນເປອກໂລກ. 110
2) ແຮງຈາກຜິວສາຜດ (contact force): ເປນແຮງຜກ ຫຼ ດນບລເິ ວນຜິວສາຜດ ແຮງຈາກຜວິ ສາຜດມີ 3 ປະເພດ ຄ: ກ) ແຮງຈາກນາ້ ໜກກດົ ທບ (gravitational loading) ເປນແຮງທຸ່ ີເກີດຈາກນາ້ ໜກທຸ່ ີກົດທບເໜອ ບລເິ ວນຜວິ ສາຜດທຸ່ ີພຈິ າລະນາ. ຂ) ແຮງຈາກການຂະຫຍາຍຕົວ ຫຼ ຫົດຕົວຈາກຜົນຂອງຄວາມຮອ້ ນ (thermal loading) ເປນແຮງທຸ່ ີ ເກດີ ຈາກເມດແຮຸ່ ຖກເຮດໃຫຮ້ ອ້ ນເພຸ່ ມີ ຂນຶ້ ຫຼ ເຢນລງົ ພາຍໃນສະພາວະທຸ່ ຈີ າກດ, ເມດແຮຸ່ ສາມາດຂະຫຍາຍຕົວ ຫຼ ຫດົ ຕວົ ໄດ.້ ຄ) ແຮງຈາກການເຄຸ່ ອນທຸ່ ີ (displacement loading) ເປນແຮງທຸ່ ເີ ກດີ ຂນຶ້ ຈາກການເຄຸ່ ອນທຸ່ ຂີ ອງມວນ ຫນີ ຂະໜາດໃຫຍຸ່ ເຊຸ່ ນ: ການຊນົ ຫຼ ບຽດກນຂອງແຜຸ່ ນເປອກໂລກ, ການກຸ່ າຍຊອ້ ນກນຂອງຮອຍເລຸ່ ອນຍອ້ ນ ຫຼ ການມຸດຕວົ ລງົ ເຮດໃຫເ້ ກດີ ການການຄດົ ໂຄງ້ , ການແຊກຂອງຫນີ ໜດ ຫຼ ການຕກົ ກະແທກຂອງອຸກກາບາດ ເປນ ຕນົ້ . ແຮງຈາກມວນວດຖຸ (body force) ແລະ ແຮງຈາກຜິວສາຜດ (contact force) ເປນຕົວການທຸ່ ີເຮດ ໃຫປ້ ຸ່ ຽນລກສະນະຂອງຫນີ ໃນເປອກໂລກ. 1.1.5. ຄວາມເຄ້ນ (Stress) ຈາກຮູບຂອງສອງແທຸ່ ງຮູບກອ້ ນທຸ່ ີມຂີ ະໜາດຕຸ່ າງກນ (ຮູບທີ 3.1) ຖກກະທບົ ໂດຍແຮງໃນຂະໜາດເທຸ່ າົ ກນ ແລະ ໃນທດິ ທາງດຽວກນ, ແຕຸ່ ແທຸ່ ງຮູບກອ້ ນທງສອງລູກຮບຮູແ້ ຮງໄດແ້ ຕກຕຸ່ າງກນ ແທຸ່ ງຂະໜາດນອ້ ຍຈະຮບຮູ ້ ແຮງໄດຫ້ ຼາຍກວຸ່ າແທຸ່ ງຂະໜາດໃຫຍຸ່ . ດຸ່ ງນນ້ , ຄວາມເຄນ້ (stress, σ) ຖກການດົ ຂນຶ້ ມາເພຸ່ ອເຮດໃຫສ້ າມາດ ປຽບທຽບປະລມິ ານການຮບຮູແ້ ຮງທຸ່ ີຫຼາຍລະທາຕຸ່ ວດຖຸໄດໂ້ ດຍທຸ່ ຄີ ວາມເຄນ້ ເປນຄຸ່ າສດສຸ່ ວນຂອງແຮງ (force, F) ຕຸ່ ພນ້ ທຸ່ ີ (area, A) ຮູບທີ 3.1 ແຮງ (force) ຂະໜາດເທຸ່ າົ ກນ ກະທບົ ກບແທຸ່ ງຮູບກອ້ ນທຸ່ ີມຂີ ະໜາດຕຸ່ າງກນ ແຮງນຈີ້ ະມຜີ ົນຕຸ່ ການ ປຸ່ ຽນລກສະນະຂອງຮູບກອ້ ນຂະຫນາດນອ້ ຍຫຼາຍກວຸ່ າຮູບກອ້ ນຂະຫນາດໃຫຍຸ່ 111
ຄວາມເຄນ້ ມໜີ ຸ່ ວຍເປນ ແພດແກລ ຫຼ ພາດການ (Pascal, Pa) ໂດຍທຸ່ ີ 1 ແພດແກລ ໝາຍເຖິງ ແຮງ 1 ນວິ ເຕນິ ກະທບົ ເທງິ ພນ້ ທຸ່ ີ 1 ຕາແມດ, ຂະໜາດຂອງຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ມີ ຜີ ນົ ຕຸ່ ການປຸ່ ຽນລກສະນະຈະມຂີ ະໜາດໃຫຍຸ່ ຈຸ່ ງຶ ນຍິ ມົ ໃຊໜ້ ຸ່ ວຍເມເກແິ ພດແຄລ (MPa) ເຊຸ່ ງິ ເທຸ່ າົ ກບ 106 ແພດແກລ ທຽບຫາໜຸ່ ວຍຈາກສມົ ຜົນ ຫວົ ໜຸ່ ວຍຂອງຄວາມເຄນ້ ໃນລະບບົ ຕຸ່ າງໆ ມຊີ ຸ່ ຕຸ່ າງກນ ໜຸ່ ວຍຂອງຄວາມເຄນ້ ຕາມລະບບົ SI ມໜີ ຸ່ ວຍ ເປນ ແພດແກລ ໜຸ່ ວຍຂອງຄວາມເຄນ້ ໃນລະບບົ CGS ມຫີ ວົ ໜຸ່ ວຍຍເປນ ບາ (bar) ເຊຸ່ ງິ 1 ບາ ເທຸ່ າົ ກບ 105 ແພດ ແກລ ເພຸ່ ອປອ້ ງກນການສບສນົ ແລະ ເພຸ່ ອໃຫສ້ າມາດແປງຫວົ ໜຸ່ ວຍກບໄປມາໄດ້ ຊຸ່ ໜຸ່ ວຍທຸ່ ີຄວນຮູມ້ ດີ ຸ່ ງນ:ີ້ Kilopascal = 1 kPa = 103 Pa Megapascal = 1 Mpa = 106 Pa Gigapascal = 1 GPa = 109 Pa ຄວາມເຄນ້ ລະບບົ CGS ມຫີ ວົ ໜຸ່ ວຍເປນ ບາ ເຊຸ່ ງິ 1 bar = 105 Pa Kilobar = 1 kb = 108 Pa = 100 MPa ຄວາມດນ 1 ບນຍາກາດ (atmospheric pressure) ມຄີ ຸ່ າປະມານ 101,325 Pa ນນ້ ຄ 1 atm ມຄີ ຸ່ າ ປະມານ 1 bar ຫຼ 105 Pa ຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີມຫີ ວົ ໜຸ່ ວຍເປນ ພາວຕຸ່ ຕາລາງນວິ້ (pound - force per square inch, psi) ເຊຸ່ ງິ ຄວາມ ເຄນ້ 1 psi = 6,894 Pa ຫາກພບົ ເຫນການໃຊຫ້ ວົ ໜຸ່ ວຍປະປົນກນ ແລະ ເພຸ່ ອໃຫແ້ ປງກບໄດວ້ ຸ່ ອງໄວ ການທຽບຫົວໜຸ່ ວຍຄ 1 GPa = 10 kb = 10,000 atm = 14,500 psi ເນຸ່ ອງຈາກແຮງເປນເວກເຕີ ຄວາມເຄນ້ ຈຸ່ ງຶ ເປນເວກເຕີດວ້ ຍເຊຸ່ ນກນ ເອີນ້ ວຸ່ າ “ເວກເຕີຄວາມເຄນ້ (stress vector)” ຫຼ “ເວກເຕີແທຣກເຊຸ່ ີນ (traction vector)” ສຸ່ ວນໃຫຍຸ່ ນຍິ ມົ ເອີນ້ ທບສບ ນນ້ ຄ “ສເຕດເວກເຕີ (stress vector)” ແລະ “ແທຣກເຊຸ່ ນີ ເວກເຕີ (traction vector)” ເມຸ່ ອໃຊຄ້ າວຸ່ າ traction vector ຈະກຸ່ ຽວ ຂອ້ ງກບລະນາບ ຫຼ ຜວິ ສາຜດ (surface element) ທຸ່ ີພຈິ າລະນາ ໃນກລະນບີ ຸ່ ເຈາະຈຸ່ ງົ ເອີນ້ ວຸ່ າ stress vector ຫາກຄານວນຫາຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ຂອງແທຸ່ ງຮູບກອ້ ນສາກທງສອງລູກ ໃນຮູບທີ 3.1 ຈະຮູວ້ ຸ່ າຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີ ກະທບົ ທຸ່ ີແທຸ່ ງຮູບກອ້ ນສາກຂະໜາດນອ້ ຍມຄີ ຸ່ າຫາຼ ຍກວຸ່ າແທຸ່ ງຮູບກອ້ ນສາກຂະຫນາດໃຫຍຸ່ ເພາະແທຸ່ ງຮູບກອ້ ນ ສາກຂະຫນາດນອ້ ຍມພີ ນ້ ທຸ່ ີໃນການຮບແຮງກະທບົ ນອ້ ຍກວຸ່ າ. 1.1.6. ຄວາມເຄ້ນ ແລະ ຄວາມດນ (Stress and Pressure) ຄວາມເຄນ້ (stress) ແລະ ຄວາມດນ (pressure) ແມຸ່ ນມຫີ ວົ ໜຸ່ ວຍດຽວກນ ຄ ແພດແກລ ແຕຸ່ ໃຊໃ້ ນ ຄວາມໝາຍຕຸ່ າງກນ. ຄວາມດນເປນປະລມິ ານສະເກວ (scalar) ທຸ່ ມີ ສີ ະພາະຂະໜາດຄວາມດນໃຊກ້ ບຂອງແຫວຼ ແລະ ແກສ.໌ ສຸ່ ວນຄວາມເຄນ້ ເປນເວກເຕີ ທຸ່ ມີ ຂີ ະໜາດ ແລະ ທດິ ທາງ ຄວາມເຄນ້ ໃຊກ້ ບຂອງແຂງ ເຊຸ່ ນ ຄວາມດນ ທຸ່ ີ ຈດຸ P ໝາຍເຖງິ ຄວາມດນທຸກທດິ ທາງທຸ່ ກີ ະທບົ ຕຸ່ ຈດຸ P ດວ້ ຍປະລມິ ານເທຸ່ າົ ໆກນ, ກງົ ກນຂາ້ ມກບຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີ ຈດຸ P ຈະມທີ ດິ ທາງ ແລະ ປະລມິ ານຕາມຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ກີ ະທບົ ຕຸ່ ຈດຸ P. 1.1.7. ຄວາມເຄ້ນທຸ່ ີລະນາບໃດໜຸ່ ງຶ (Stress on a Plane) 112
ຖາ້ ໃຫລ້ ະນາບ P ຢຸ່ ູທຸ່ ລີ ະດບໃດໜຸ່ ງຶ ໃຕຜ້ ິວດນິ ປະລມິ ານຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ລີ ະນາບຈະຂນຶ້ ຢຸ່ ູກບແຮງ (force) ທຸ່ ີ ກະທບົ ເທງິ ລະນາບຕຸ່ ພນ້ ທຸ່ ີຂອງແຜຸ່ ນພຽງ, ຂະໜາດ ແລະ ປະລມິ ານຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ກີ ະທບົ ເທິງແຜຸ່ ນພຽງນນ້ ໆໃນ ແນວດຸ່ ງິ ຊນ (v) ສະແດງໃນຮູບທີ 3.2. ຮູບທີ 3.2 ເວກເຕີຂອງຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ກີ ະທບົ ເທງິ ລະນາບແນວນອນ (ກ) ກລະນຄີ ວາມເລກິ ຄງົ ທຸ່ ີ ເວກເຕີມຂີ ະ ໜາດເທຸ່ າົ ກນ (ຂ) ກລະນຄີ ວາມເລກິ ປຸ່ ຽນເນຸ່ ອງຈາກມພີ ນ້ ຜວິ ບຸ່ ຮາບລຽບ ຈາກຮູບທີ 3.2 ຫາກພຈິ າລະນາບາງສຸ່ ວນຂອງລະນາບທຸ່ ີມຂີ ະໜາດນອ້ ຍຫຼາຍໆ, ຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີເກດີ ຂນຶ້ ຄານ ວນໄດຈ້ າກ ເມຸ່ ອ A ແທນພນ້ ທຸ່ ີ ແມຸ່ ນຈະສມົ ມຸດພນ້ ທຸ່ ີມຂີ ະໜາດນອ້ ຍຫຼາຍທຸ່ ີເອີນ້ ວຸ່ າ “infinitesimal size – ອນິ ຟິ ເນເີ ທເຊີເມນີ ໄຊ”້ ຈະຍງຄງົ ມພີ ນ້ ທຸ່ ີປາກດົ ໃຫເ້ ຫນ. ດຸ່ ງນນ້ , ຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີຕດຕງ້ ສາກກບພນ້ ທຸ່ ຄີ ານວນໄດຈ້ າກ 113
ກລະນີທຸ່ ີລະນາບມີຄວາມລາດຊນ (ຮູບທີ 3.3) ສາມາດຄິດຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີຂະທາບນລະນາບໃນຮູບຂອງ ຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ (normal stress, σn) ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດ (shear stress, σs) ຮູບທີ 3.3 (ກ) ຄວາມເຄນ້ ໃນແນວດຸ່ ງິ ຊນ (vertical stress, σ) ກະທບົ ກບລະນາບທຸ່ ມີ ຄີ ວາມລາດຊນ 30 ຈາກແນວນອນ (ຂ) ຄວາມເຄນ້ ທາມູມກບລະນາບ ການແຕກແຮງຂອງ ຄວາມເຄນ້ ຕດແຍກເປນ 2 ເວກເຕີອງົ ປະກອບຕາມແນວລະດບ (strike) ແລະ ແນວຂະໜານກບແນວມູມເທ (dip) ຂອງລະນາບ ຈາກຮູບທີ 3.3 (ກ) ຖາ້ ສມົ ມຸດໃຫແ້ ຮງ (F = 5.0 x 105 Newton) ກະທບົ ທຸ່ ລີ ະນາບເທງິ ພນ້ ທຸ່ ີ 85 x 20 = 1,700 ແມດກອ້ ນ ໃນແນວດຸ່ ງິ . ດຸ່ ງນນ້ σ = 5.0 x 105/1,700 = 294 Pa ປະລມິ ານຂອງ σn ແລະ σs ຄານວນໄດຈ້ າກສມົ ຜົນ: ຈາກຮູບທີ 3.3 (ຂ) ຫາກຮູມ້ ມູ ຂອງສາມຫຸ່ ຽຼ ມທຸ່ ີມີ σs ເປນອງົ ປະກອບເທງິ ລະນາບ ແລະ ແຕກແຮງໃນ ຮູບຂອງ sin ແລະ cos ເຊຸ່ ນດຽວກບຮູບທີ 3.3 (ກ) ດຸ່ ງນນ້ , ທດິ ທາງຂອງຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກໃນທາງທລະນວີ ທິ ະຍາໂຄງສາ້ ງຄ ແນວທຸ່ ຕີ ງ້ ສາກກບລະນາບແຕກ (failure plane) ສຸ່ ວນທດິ ທາງຂອງຄວາມເຄນ້ ຕດຄ ແນວທຸ່ ຂີ ະໜານກບແນວມມູ ເທ (dip) ດຸ່ ງຮູບທີ 3.3 (ກ) ຫຼ ແນວທຸ່ ີກດນົ ກບແນວລະດບ (strike) ແລະ ແນວມມູ ເທ (dip) ຂອງລະນາບແຕກ ດຸ່ ງຮູບທຸ່ ີ 3.3 (ຂ) 1.1.8. ຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີຈຸດໃດໜຸ່ ຶງ (Stress at a Point) ໃຕພ້ ນ້ ດນິ ຫນີ ແລະ ແຮຸ່ ຖກຄວາມເຄນ້ ກະທບົ ທຸກທດິ ທາງ ຫຼ ເວາົ້ ໄດອ້ ີກໃນໜຸ່ ງຶ ວຸ່ າ ຫີນ ແລະ ແຮຸ່ ໃຕພ້ ນ້ ດິນຢຸ່ ູພາຍໃຕສ້ ະໜາມຄວາມເຄນ້ (stress field or state of stress) ຈດຸ ໃດໜຸ່ ຶງພາຍໃນຫີນ ແລະ ແຮຸ່ ຖກ ກະທບົ ດວ້ ຍຄວາມເຄນ້ . ການພຈິ າລະນາຄວາມເຄນ້ ໃນກລະນນີ ຈີ້ າເປນຕອ້ ງພຈິ າລະນາສາມມຕິ ິ ບຸ່ ແມຸ່ ນຄວາມ 114
ເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດ ແບບສອງມຕິ ເິ ຊຸ່ ນດຽວກບລະນາບໃດໜຸ່ ງຶ ທຸ່ ກີ ຸ່ າວໃນຫວົ ຂທ້ ຸ່ ຜີ ຸ່ ານມາແລວ້ (ຮູບ ທີ 3.3). ຫຼກການພຈິ າລະນາຄວາມເຄນ້ ໃນສາມມິຕເິ ບອ້ ງຕົນ້ ມີດຸ່ ງນີ້ ພິຈາລະນາວດຖຸຖກແຮງພາຍນອກກະທບົ ແລະ ວດຖຸນນ້ ຢຸ່ ູໃນສະພາວະສມົ ດຸນ ດຸ່ ງຮູບທີ 3.4 (ກ) ຈາກນນ້ ການົດແກນອາ້ ງອງິ xyz ໃຫຕ້ ງ້ ສາກເຊຸ່ ງິ ກນ ແລະ ກນ ແລະ ແບຸ່ ງວດຖຸເປນສອງສຸ່ ວນ ດວ້ ຍລະນາບລຽບ ຕງ້ ສາກກບແກນ z (ຮູບທີ 3.4 (ຂ)) ຈະເຫນແຮງ ກະທົບເທິງພນ້ ທຸ່ ີໜາ້ ຕດ ທຸ່ ີຕດສາກກບແກນ z ໂດຍທຸ່ ີພນ້ ທຸ່ ີຫນາ້ ທຸ່ ີຕດການົດໃຫເ້ ປນຮູບສຸ່ ີຫຸ່ ຼຽມທຸ່ ີມຂີ ະໜາດ ນອ້ ຍຫາຼ ຍ ແລະ ມີ ∆F ເປນແຮງລບທຸ່ ີກະທບົ ເທງິ ພນ້ ທຸ່ ີໜາ້ ຕດ ແຮງລບ ∆F ນເີ້ ຮດມູມກບພນ້ ທຸ່ ໜີ າ້ ຕດ (ບຸ່ ໄດ້ ຕງ້ ສາກ). ດຸ່ ງນນ້ , ຈຸ່ ງຶ ສາມາດແຕກແຮງລບອອກເປນແຮງຕງ້ ສາກ (normal force) ແລະ ແຮງຕດ (shear force) ຕາມແນວແກນທງສາມແກນ ດຸ່ ງຮູບທີ 3.5 (ກ) ຕດວດຖຸໃນທານອງດຽວກນ ເພຸ່ ອໃຫໄ້ ດເ້ ປນລະນາບຕງ້ ສາກກບແກນ y ແລະ ຈະໄດແ້ ຮງລບກະທບົ ເທງິ ລະນາບທຸ່ ີຕງ້ ສາກກບແກນ y ເຊຸ່ ງິ ແຮງລບນບີ້ ຸ່ ໄດຕ້ ງ້ ສາກກບລະ ນາບ ຈຸ່ ງຶ ສາມາດແຕກແຮງໄດເ້ ປນແຮງລບຕງ້ ສາກ ແລະ ແຮງລບຕດ ດຸ່ ງສະແດງໃນຮູບທີ 3.5 (ຂ) ຫາກຕດວດຖຸ ໃນທານອງດຽວກນ. ເພຸ່ ອໃຫໄ້ ດລ້ ະນາບຕງ້ ສາກກບແກນ x ກຈະໄດແ້ ຮງລບທຸ່ ສີ າມາດແຕກແຮງອອກເປນແຮງ ລບຕງ້ ສາກ ແລະ ແຮງລບຕດ ເຊຸ່ ນດຽວກບກລະນຂີ ອງແກນ z ແລະ ແກນ y ແລະ ຫາກຕດໃຫວ້ ດຖຸເປນຮູບ ກອ້ ນຂະໜາດນອ້ ຍຫຼາຍ ດຸ່ ງສະແດງໃນຮູບທີ 3.6 ແຮງລບທຸ່ ເີ ກດີ ໃນດາ້ ນທງ 6 ດາ້ ນຂອງຮູບກອ້ ນ ຈະຄາ້ ຍກບ ແຮງລບທຸ່ ສີ ະແດງໃນຮູບທີ 3.5 ຈາກຮູບຫາກປຸ່ ຽນຈາກແຮງເປນຄວາມເຄນ້ ໂດຍນາເອາົ ພນ້ ທຸ່ ີໜາ້ ຕດທຸ່ ີຖວຸ່ ານອ້ ຍ ຫາຼ ຍນນ້ ຫານດວ້ ຍແຮງລບຕງ້ ສາກ ແລະ ແຮງລບຕດໃນແຕຸ່ ລະດາ້ ນຈະໄດເ້ ປນຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມ ເຄນ້ ຕດທຸ່ ີມຂີ ະໜາດ ແລະ ທດິ ທາງບຸ່ ງົ ຊີຕ້ າມແກນອາ້ ງອງິ ດຸ່ ງສະແດງໃນຮູບທີ 3.6. ຮູບທີ 3.4 (ກ) ວດຖຸຖູແຮງກະທບົ ແລະ ຢຸ່ ໃູ ນສະພາບສມົ ດຸນ (ຂ) ກາໜດົ ແກນອາ້ ງອງິ xyz ຕງ້ ສາກເຊຸ່ ງິ ກນ ແລະ ກນ ແບຸ່ ງວດຖຸອອກເປນສອງສຸ່ ວນໃນລະນາບທຸ່ ີຕງ້ ສາກກບແກນ z 115
ຮູບທີ 3.5 (ກ) ຕດວດຖຸເພຸ່ ອໃຫໄ້ ດລ້ ະນາບຕງ້ ສາກກບແກນ z (ຂ) ຕດວດຖຸວດຖຸເພຸ່ ອໃຫໄ້ ດລ້ ະນາບຕງ້ ສາກ ກບແກນ y ທານອງດຽວກນ ຕດວດຖຸໃນແນວຂະໜານກບແກນ z ຈະໄດຮ້ ູບກອ້ ນ ດຸ່ ງສະແດງໃນຮູບທີ 3.6 ຮູບທີ 3.6 ພຈິ າລະນາຄວາມເຄນ້ ໃນສາມມຕິ ິ ໂດຍມີພກິ ດ x, y ແລະ z ເມຸ່ ອມຄີ ວາມເຄນ້ ກະທົບຊຸ່ ຈດຸ O ແລະ ໃຫຮ້ ູບກອ້ ນແທນ infinitesimal size ທຸ່ ຂີ ະຫຍາຍໃຫຍຸ່ ຂນຶ້ ເພຸ່ ອສະແດງອງົ ປະກອບຂອງເວກເຕຄີ ວາມ ເຄນ້ ທຸ່ ເີ ກດີ ຂນຶ້ ເມຸ່ ອມຄີ ວາມເຄນ້ ເຂາົ້ ຫາຼ ຍກະທບົ σxx x ຕວົ ທາອດິ ບອກແກນທຸ່ ຕີ ງ້ ສາກກບທດິ ທາງຂອງຄວາມ ເຄນ້ x ຕວົ ຫງຼ ບອກລະນາບທຸ່ ກີ ດນົ ໄປກບແນວຄວາມເຄນ້ ເທນເຊຸ່ ີຄວາມເຄນ້ (stress tensor) ເປນອົງປະກອບຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີເກດີ ຂນຶ້ ພາຍໃນວດຖຸທຸ່ ີຈດຸ ໃດໜຸ່ ງຶ ການຂຽນອງົ ປະກອບຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີຈດຸ ໃດໜຸ່ ງຶ ຈາເປນຕອ້ ງສມົ ມຸດແກນອາ້ ງອີງ ຫຼ ພກິ ດຂນຶ້ ມາກຸ່ ອນ ເຊຸ່ ນ: ການດົ ແກນອາ້ ງອງິ xyz ຕງ້ ສາກເຊຸ່ ງິ ກນ ແລະ ກນ ແລະ ການດົ ໃຫມ້ ແີ ກນຫກຼ (principal stresses) ສາມແກນ σ1 ≥ σ2 ≥σ3 ເທງິ ພກິ ດຂອງ x, y, ແລະ z ແລະ ເມຸ່ ອມຄີ ວາມເຄນ້ ພາຍນອກຫາຼ ຍກະທບົ ທຸ່ ີຈດຸ O ເຊຸ່ ງິ ການດົ ໃຫຈ້ ດຸ O ມພີ ນ້ ທຸ່ ີນອ້ ຍໆ ເປນຮູບກອ້ ນ. ຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີກະທບົ ໃນຮູບກອ້ ນປະກອບດວ້ ຍຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ (normal stress) ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດ (shear stress) ຕາມແກນ x, y ແລະ z ໂດຍມີ 9 ເວກ ເຕີສາມາດຂຽນໃນຮູບ ຂອງເວກເຕີໄດໃ້ ນຮູບຂອງເມທຣກິ ດຸ່ ງນ:ີ້ 116
ໂດຍ σij ເອນີ້ ວຸ່ າ “ເທນເຊີຣຄວາມເຄນ້ (stress tensor)” ເຊຸ່ ງິ ປະກອບດວ້ ຍເວກເຕປີ ະກອບ 9 ເວກເຕີ ຫາກຮູບກອ້ ນຢຸ່ ູໃນສະພາວະສມົ ດຸນ ຮູບກອ້ ນຈະບຸ່ ໝນູ ຈະໄດ:້ ດຸ່ ງນນ້ , ເທນເຊຸ່ ຣີ ຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີເປນຕວົ ແປອດິ ສະຫລະ (independent variable) ມຢີ ຸ່ ູ 6 ເວກເຕີ ເພາະ ມເີ ທນເຊຸ່ ຄີ ວາມເຄນ້ ທຸ່ ີມຄີ ຸ່ າເທຸ່ າົ ກນສາມຄຸ່ ູ ຖາ້ ກລະນີ σ ກະທບົ ຕງ້ ສາກ ຄຸ່ າຂອງຄວາມເຄນ້ ຕດ = 0 ຂຽນເມທຣິກ ຂອງເວກເຕີຄວາມເຄນ້ ໄດ້ ດຸ່ ງນ:ີ້ ໃນກລະນທີ ຸ່ ີການດົ ຫຼ ສມົ ມຸດໃຫຄ້ ວາມເຄນ້ ທດິ ທາງຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດແກນໃດແກນໜຸ່ ງຶ ມີຄຸ່ າ ເປນສນູ ນນ້ ຄ ການດົ ໃຫຄ້ ວາມເຄນ້ ກະທບົ ກບແຜຸ່ ນຫນີ ບາງທຸ່ ມີ ພີ ຽງຄວາມກວາ້ ງ ແລະ ຍາວ, ສຸ່ ວນຄວາມໜາກາ ນດົ ໃຫມ້ ຄີ ຸ່ າເປນສນູ ເອີນ້ ວຸ່ າ: “plane stress – ເພລນ ສເຕຣດ” ຂຽນເທນເຊຸ່ ຄີ ວາມເຄນ້ ໄດ້ ດຸ່ ງນ:ີ້ ສະຫລຸບ ການບຸ່ ງົ ບອກສະພາບຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີຈດຸ ໃດໜຸ່ ງຶ ພາຍໃນຫນີ ແຮຸ່ ຫຼ ວດຖຸໃດໜຸ່ ງຶ ຈະບຸ່ ງົ ບອກດວ້ ຍ ເທນເຊຸ່ ີຄວາມເຄນ້ (stress tensor) ເຊຸ່ ງິ ມີ 9 ເວກເຕເີ ປນອງົ ປະກອບ ແລະ ທຸ່ ີຈດຸ ນນ້ ໆ ຫາກພບົ ວຸ່ າມເີ ວກເຕີ ຄວາມເຄນ້ ຕດທງ 6 ເວກເຕີເປນສູນທງໝດົ ຈະເຫອຼ ພຽງເວກເຕີຂອງຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ 3 ເວກເຕີ ນນ້ ຄ ເວກເຕີ ທຸ່ ີສະແດງຄວາມເຄນ້ ຫກຼ (principle stresses). 1.1.9. ແອນລິບຄວາມເຄນ້ (Stress Ellipsoid) ແອນລບິ ຄວາມເຄນ້ ເຄຸ່ ງິ ຄກບແອນລບິ ຄວາມເຄຸ່ ງທຸ່ ເີ ວາົ້ ມາໃນບດົ ທີ 2 ຄ ຫາກການດົ ໃຫຄ້ ວາມເຄນ້ σxx, σyy, σzz ຫຼ σx, σy, σz ຫຼ σ1, σ2, σ3 ເອນີ້ ເປນແກນຄວາມເຄນ້ ຫກຼ (principle stresses) ແລະ ການດົ ໃຫ້ σ1 ເປນແກນຄວາມເຄນ້ ຫກຼ ຄຸ່ າຫາຼ ຍສຸດ (maximum principle stress) σ2 ເປນແກນຄວາມເຄນ້ ຫກຼ ຄຸ່ າກາງ (intermediate principle stress) σ 3 ເປນແກນຄວາມເຄນ້ ຫຼກຄຸ່ ານອ້ ຍສຸ ດ (minimum principle 117
stress) ຈະໄດແ້ ອນລບິ ຄວາມເຄນ້ (stress ellipse) ໂດຍທຸ່ ີ σ1, σ2 ແລະ σ3 ຕງ້ ສາກເຊຸ່ ງິ ກນ ແລະ ກນ ພອ້ ມ ທງມຄີ ວາມເຄນ້ ຕດເປນສູນ. 1.1.10. ຄຸ່ າຄວາມເຄ້ນສະເລຸ່ ຍ (Mean Stress) ຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ສະເລຸ່ ຍ (mean stress, σm) ເປນຄຸ່ າສະເລຸ່ ຍຜົນລວມຄວາມເຄນ້ ຫກຼ 3 ແກນ ຄານວນໄດ້ ຈາກສມົ ຜົນ: 1.1.11. ຄຸ່ າແຕກຕຸ່ າງຄວາມເຄ້ນຫຼາຍສຸ ດກບນອ້ ຍສຸ ດ (Differential Stress) ການປຸ່ ຽນຮູບຮຸ່ າງຂອງຫີນ ຫຼ ວດຖຸ ເກດີ ຂນຶ້ ໄດໂ້ ດຍຄວາມແຕກຕຸ່ າງຂອງຄວາມເຄນ້ ຫຼາຍສຸດກບຄວາມ ເຄນ້ ນອ້ ຍສຸດ ນນ້ ຄ: 1.1.12. ຄຸ່ າຄວາມເຄ້ນບຸ່ ຽງເບນ (Deviatoric Stress) ຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ບຸ່ ຽງເບນ (deviatoric stress) ຄ ຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ຫກຼ ລບົ ຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ສະເລຸ່ ຍ ຂຽນເທນ ເຊຸ່ ຄີ ວາມເຄນ້ ໃນຮູບຂອງເມທຣິກ (stress tensor) ໄດດ້ ຸ່ ງສມົ ຜົນ: 1.1.13. ຄວາມເຄນ້ ໃຕຜ້ ິວດນິ (Stress Underground) ຈາກຮູບທີ 3.7 ສມົ ມຸດໃຫຫ້ ນີ ແກຣເໜີດມຄີ ວາມໜາແໜນ້ 2,500 kg/m3 ມຄີ ວາມຍາວ 2,000 ແມດ ກວາ້ ງ 800 ແມດ ແລະ ເລກິ 1,000 ແມດ ສາມາດຫາຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີລະດບເລກິ 1,000 ແມດ ຫຼ 1 ກໂິ ລແມດ ໂດຍສມົ ຜນົ : ການດົ ໃຫ້ g = 10 m/s2 ແທນຄຸ່ າ ຈະໄດ:້ 118
ສມົ ຜົນຂາ້ ງເທງິ ສາມາດຂຽນເປນສມົ ຜນົ ສນ້ ໆ ໄດດ້ ຸ່ ງນ:ີ້ ເມຸ່ ອແທນຄຸ່ າຕວົ ແປຕຸ່ າງໆ ຈະໄດ:້ ຮູບທີ 3.7 ການຄານວນຫາຄວາມເຄນ້ ຂອງຫີນແກຣເໜດີ ທຸ່ ມີ ຂີ ະໜາດຍາວ 2,000 ແມດ ກວາ້ ງ 800 ແມດ ແລະ ໜາ 1,000 ແມດ ຄຸ່ າຄວາມໜາແໜນ້ 2500 kg/m3 1.1.14. ສະໜາມຄວາມເຄນ້ ແລະ ວິຖີຄວາມເຄນ້ (Stress Field and Stress Trajectory) ໃນກລະນທີ ຸ່ ີພຈິ າລະນາຄວາມເຄນ້ ແລະ ທດິ ທາງວາງຕວົ ທຸ່ ຈີ ດຸ ໃດໜຸ່ ງຶ ຫຼາຍໆ ຈດທຸ່ ວົ ພນ້ ທຸ່ ີ (2 ມຕິ )ິ ຫຼ ໃນ ວດຖຸທຸ່ ີສນົ ໃຈ (ບລມິ າດ ຫຼ 3 ມຕິ )ິ ຮູບແບບ (pattern) ການປຸ່ ຽນແປງຄວາມເຄນ້ ພາຍໃນຂອບເຂດຂອງພນ້ ທຸ່ ີ ຫຼ ວດຖຸທຸ່ ີສນົ ໃຈ ເອນີ້ ວຸ່ າ “ສະໜາມຄວາມເຄນ້ (stress field)” ເຊຸ່ ງິ ປະກອບດວ້ ຍເທນເຊຸ່ ີຄວາມເຄນ້ (stress tensor) ສະເພາະຈາກແຕຸ່ ລະຈດຸ ຫຼາຍໆຈດຸ ພາຍໃນຂອບເຂດທຸ່ ີສນົ ໃຈ, ລກສະນະຂອງສະໜາມຄວາມເຄນ້ ທຽບ ໄດກ້ ບ ສະໜາມແມຸ່ ເຫກຼ ຫຼ ສະໜາມຄວາມເລຸ່ ງໂນມ້ ຖຸ່ ວງ ທຸ່ ີມຮີ ູບແບບ, ຂະໜາດ ແລະ ທິດທາງການວາງຕວົ ຂອງຄວາມເຄນ້ , ການສະແດງສະໜາມຄວາມເຄນ້ ໂດຍທຸ່ ວົ ໄປສະແດງດວ້ ຍເສນ້ ທຸ່ ລີ າກຈາກຈດຸ ໜຸ່ ງຶ ໄປອກີ ຈດຸ ໜຸ່ ງຶ ເພຸ່ ອສະແດງຄວາມຕຸ່ ເນຸ່ ອງຂອງທິດທາງຄວາມເຄນ້ ຫຼກ (principal stress direction) ເອີນ້ ວຸ່ າ “ວິຖີຄວາມ ເຄ້ນ” ຫຼ ຄາສບວຸ່ າ “ສເຕຣດ ເທຣີເຈກເທີຣຸ່ ີ (stress trajectory)” ໃນກລະນີ 2 ມິຕິ ຈະ ສະແດງ σ1 trajectory ແລະ σ2 ຫຼ σ3 trajectory (ຮູບທີ 3.8) ເສນ້ ຕວົ ແທນທິດທາງຄວາມເຄນ້ ແຕຸ່ ລະເສນ້ ອາດຊຸ່ ຫຼ ໂຄງ້ ມໄີ ດຫ້ າຼ ກຫຼາຍຮູບແບບ ສເຕຣດເທຣີເຈກເທີຣຸ່ ີຂອງ σ1, σ2 ແລະ σ3 ແຕຸ່ ລະເສນ້ ຈະຕອ້ ງຕງ້ ສາກກນ ແລະ ກນທຸ່ ີຕາແໜຸ່ ງທຸ່ ີຕດກນສະເໝີ. 119
ຮູບທີ 3.8 ວຖິ ຄີ ວາມເຄນ້ (stress trajectory) ຂອງພນ້ ທຸ່ ີທຸ່ ສີ ມົ ມຸດໃຫຖ້ ກແຮງກະທບົ ທາງດາ້ ນຂາ້ ງບຸ່ ເທຸ່ າົ ກນ ແລະ ແຮງຈາກນາ້ ໜກກດົ ທບແນວດຸ່ ງິ , ວຖິ ີຄວາມເຄນ້ ຫກຼ ຄຸ່ າຫາຼ ຍ (σ1) ສະແດງດວ້ ຍເສນ້ ທບຶ ວຖິ ຄີ ວາມ ເຄນ້ ຫກຼ ຄຸ່ ານອ້ ຍ (σ3) ສະແດງດວ້ ຍເສນ້ ວຖິ ຄີ ວາມເຄນ້ ຫກຼ ຄຸ່ າປານກາງ (σ2) ຢຸ່ ໃູ ນແນວພຸ່ ຸງເຂາົ້ - ອອກຈາກ ລະນາບຕດຂວາງ ຄຸນຄຸນລກສະນະສາຄນຂອງວຖິ ຄີ ວາມເຄນ້ ຄ ຈະຕອ້ ງສນີ້ ສຸດທຸ່ ີ ຕາແໜຸ່ ງຜິວດນິ ພດີ ແລະ ຈະຕອ້ ງຕງ້ ສາກ ຫຼ ຂດນົ ກບຜວິ ດນິ ຈະບຸ່ ເຮດມູມກບຜວິ ດນິ , ເພາະທຸ່ ຜີ ິວດນິ ບຸ່ ມຄີ ວາມເຄນ້ ຕດ ແລະ ຫາກລະນາບ ຫຼ ຂອບເຂດ ໃດທຸ່ ີຢຸ່ ູໃຕຜ້ ວິ ດນິ ບຸ່ ມຄີ ວາມຕດ ວຖິ ີຄວາມເຄນ້ ຈະຕອ້ ງຕງ້ ສາກກບລະນາບ ຫຼ ຂອບເຂດນນ້ ໆ. 1.2. ການຫາຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດເທງິ ລະນາບ (Determination of Normal Stress and Shear Stress on Surface) ການວເິ ຄາະແບບໄດແນຫມກິ ຈາເປນຕອ້ ງມຄີ ວາມເຂາົ້ ໃຈກຸ່ ຽວກບຄວາມເຄນ້ ພອ້ ມກບມຄີ ວາມສາມາດໃນ ການຄານວນຄວາມເຄນ້ ເທງິ ລະນາບໃດໜຸ່ ງຶ ທຸ່ ີກາໜດົ ໃນວດຖຸທຸ່ ີສນົ ໃຈ ເມຸ່ ອມແີ ຮງກະທບົ ຕຸ່ ວດຖຸນນ້ , ເຊຸ່ ງິ ຄວາມ ເຄນ້ ເທິງລະນາບທຸ່ ີຕອ້ ງຄານວນຫາຄ ຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ (normal stress) ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດ (shear stress) ເທງິ ລະນາບທຸ່ ເີ ກດີ ການແຕກຈາກແຮງກະທບົ . 1.2.1. ກລະນີແຮງກະທົບ 1 ທດິ ທາງ (Force in One Direction) ຮູບທີ 3.9 ສະແດງການວິເຄາະຫາຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ (normal stress, σn) ແລະ ຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ຕດ (shear stress, σs) ເທງິ ຜວິ ລະນາບແຕກ (failure plane) ທຸ່ ີເກດີ ຈາກຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີມາກະທບົ 1 ທດິ ທາງ (1 ມຕິ )ິ . 120
ຮູບທີ 3.9 ແທຸ່ ງຫີນຮູບສຸ່ ີຫຼຽມພນ້ ຜາ້ ມພີ ນ້ ທຸ່ ີໜາ້ ຕດເທຸ່ າົ ກບ bh ຖກດງຶ ໂດຍແຮງ (extensive force, F) ທຸ່ ີປາຍທງສອງຂາ້ ງຈນົ ກະທງ້ ແຕກອອກເປນລະນາບ ທຸ່ ີລະນາບແຕກ (failure plane) ມມີ ູມເທທຸ່ ີວດທຽບ ແນວດຸ່ ງິ ຊນ ຄ ມູມ ������ ແລະ ວດທຽບແນວນອນ ຄ ມູມ β ດຸ່ ງນນ້ , ຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ (normal stress, σn) ແລະ ຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ຕດ (shear stress, σs) ໃນ ຮູບ 3.9 ໃນກລະນວີ ດ ມູມລະນາບແຕກທຽບແນວດຸ່ ງິ ຊນ ຄ ມູມ ������ ສາມາດວເິ ຄາະ ແລະ ຄານວນໄດຕ້ ຸ່ ໄປນ:ີ້ - ພນ້ ທຸ່ ີຂອງລະນາບແຕກ ດຸ່ ງນນ້ σn ແລະ σs ຈະເທຸ່ າົ ກບ Fn ແລະ Fs ຫານດວ້ ຍພນ້ ທຸ່ ີໜາ້ ຕດຂອງລະນາບແຕກ ຈະໄດ:້ 121
ແທນຄຸ່ າ Fn , Fs ແລະ σ ລງົ ໃນສມົ ຜົນ 3.1 ແລະ 3.2 ຈະໄດ້ ທານອງດຽວກນໃນກລະນລີ ະນາບແຕກວດມູມເທຂອງລະນາບທຽບແນວນອນ ຄ ມູມ β ຈະໄດຄ້ ຸ່ າຂອງ σn ແລະ σs ດຸ່ ງນ:ີ້ ສມົ ຜົນທີ 3.3, 3.4 ຫຼ 3.5, 3.6 ຈະໃຫຄ້ ຸ່ າ σn ແລະ σs ທຸ່ ເີ ທຸ່ າົ ກນ ເນຸ່ ອງຈາກຄຸ່ າເຫຸ່ ຼາົ ນຂີ້ ນຶ້ ຢຸ່ ູກບການອຸ່ ານ ມູມຂອງລະນາບແຕກທຽບກບແກນຂອງຄວາມແຮງ ໃນການຄານວນຫາຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດ ຄວນແຕມ້ ຮູບປະກອບ ເພຸ່ ອພຈິ າລະນາວຸ່ າຄຸ່ າມູມຂອງລະນາບແຕກອຸ່ ານທຽບກບແກນໃດເພຸ່ ອຈະແຕກແຮງໄດ້ ສອດຄຸ່ ອງກບມມູ ທຸ່ ີພຈິ າລະນາ ດຸ່ ງຕວົ ຢຸ່ າງ - ຕົວຢຸ່ າງທີ 3.1 ຈຸ່ ງົ ຫາຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ (σn) ແລະ ຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ຕດ (σs) ເທງິ ລະນາບແຕກ ທຸ່ ີເກດີ ຈາກແຮງໃນແນວນອນຂະໜາດ 500 ນວິ ເຕນິ ທຸ່ ີດງຶ ແທຸ່ ງຫນີ ຮູບສຸ່ ີຫຽຼ ມຜນຜາ້ ທຸ່ ມີ ພີ ນ້ ທຸ່ ໜີ າ້ ຕດ 10 ຕາແມດ ໂດຍ ລະນາບມມີ ມູ ການແຕກວດໃນແນວດຸ່ ງິ ຊນ 60 ແລະ ໃນວດແນວນອນ 30. ຮູບທີ 3.10 ແທຸ່ ງຫນີ ຖກແຮງທຸ່ ີດງຶ ຂະໜາດ 500 N ແນວນອນ ເຮດໃຫແ້ ທຸ່ ງຫີນແຕກເປນລະນາບແຕກທຸ່ ີມີ ມູມ 60º ວດທຽບແນວດຸ່ ງິ ຊນ ແລະ ມມີ ູມ 30º ວດທຽບແນວນອນ ວິທີຄິດໄລຸ່ : ຈາກໂຈດ ໃນຮູບທີ 3.10 ມູມ ������ = 60 ດຸ່ ງນນ້ ຫາກໃຊ້ ສມົ ຜນົ ທີ 3.3 ແລະ 3.4 ຄານວນ ຄຸ່ າ σn ແລະ σs ຈະໄດ:້ 122
ທານອງດຽວກນ ມູມ β = 30 ດຸ່ ງນນ້ ຫາກໃຊ້ ສມົ ຜນົ ທີ 3.5 ແລະ 3.6 ຈະໄດ:້ 1.2.2. ກລະນີແຮງກະທບົ 2 ທດິ ທາງ (Force in Two Directions) ໃນກລະນທີ ຸ່ ີແທຸ່ ງຫີນສຸ່ ຫີ ຸ່ ຽຼ ມມແີ ຮງກະທບົ ໃນ 2 ທດິ ທາງ (2 ມຕິ ;ິ ແກນ x ແລະ ແກນ y) ດຸ່ ງສະແດງໃນ ຮູບທີ 3.10 ເຊຸ່ ງິ ເຮດໃຫແ້ ທຸ່ ງຫີນນນ້ ແຕກເປນແຜຸ່ ນພຽງ, ສາມາດວເິ ຄາະຫາຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ (σn) ແລະ ຄຸ່ າ ຄວາມເຄນ້ ຕດ (σs) ເທງິ ລະນາບແຕກ (failure plane) ທຸ່ ເີ ກດີ ຈາກຄວາມເຄນ້ ໃນທດິ ທາງ 2 ທດິ ທາງໄດ້ ດຸ່ ງນ:ີ້ ຮູບທີ 3.11 ແທຸ່ ງຫີນຖກແຮງທຸ່ ີມີຂະໜາດຂອງແຮງຕຸ່ າງກນກະທບົ ໃນແນວນອນ (Fx) ແລະ ແນວດຸ່ ິງ (Fy) ແຮງດຸ່ ງກຸ່ າວນີ້ ເຮດໃຫແ້ ທຸ່ ງຫນີ ແຕກເປນລະນາບແຕກທຸ່ ມີ ີມູມ ������ ເປນມູມເທວດທຽບແນວດຸ່ ງິ (Fy) ແລະ ມີ ມູມ β ເປນມມູ ເທທຽບແນວນອນ (Fx) ການດົ ໃຫແ້ ຜຸ່ ນຫີນແຕກ ແລະ ເລຸ່ ອນໂດຍແຜຸ່ ນເທງິ ເລຸ່ ອນສວນທາງ 123
ກບແຜຸ່ ນລຸ່ ຸມ. ດຸ່ ງນນ້ , ແຮງຕດຈຸ່ ງຶ ມທີ ດິ ທາງກງົ ກນຂາ້ ມກນ ແລະ ການດົ ແຮງຕງ້ ສາກມທີ ດິ ທາງດຽວກນກບລະ ນາບແຕກ ພນ້ ທຸ່ ຂີ ອງລະນາບແຕກມຄີ ຸ່ າ = A ຕາແມດ (ກ) ແທຸ່ ງສຸ່ ີຫຽຼ ມຖກແຮງກະທບົ ໃນ 2 ທດິ ທາງ, (ຂ) ລະນາບແຕກທຸ່ ແີ ຍກອອກເປນ 2 ສຸ່ ວນ, (ຄ) ທດິ ທາງຂອງແຮງເທງິ ລະນາບແຕກ. ຈາກຮູບທີ 3.11 (ຂ) ແລະ (ຄ) ຈະໄດ້ ພນ້ ທຸ່ ີໜາ້ ຕດຂອງແຮງ Fx = Acos ������ ແລະ ຂອງແຮງ Fy = Asin ������ ແລະ ເພາະວຸ່ າ ດຸ່ ງນນ້ ������ + β = 90 cos ������ = sin β ແລະ ເພາະວຸ່ າ ຈາກຮູບ 3.11 (ຄ) ການແຕກແຮງ ແລະ ການການດົ ເງຸ່ອນໄຂໃຫແ້ ຮງຕງ້ ສາກກບລະນາບແຕກມທີ ດິ ທາງ ດຽວກນ, ສຸ່ ວນແຮງຕດມທີ ດິ ທາງສວນທາງກນ ຈະໄດ:້ ເພາະວຸ່ າ: ສະນນ້ ແທນຄຸ່ າໃນ 3.7 ແລະ 3.8 ຈະໄດ:້ - ຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດຫາໄດຈ້ າກສມົ ການ 3.9 ແລະ 3.10 ເພຸ່ ອໃຫຄ້ ານວນໄດໄ້ ວຂນຶ້ ຈດຮູບຂອງສມົ ຜົນໃໝຸ່ ໄດດ້ ຸ່ ງນ:ີ້ ເພາະວຸ່ າ: 124
ແທນຄຸ່ າ ລງົ ໃນສມົ ຜນົ 3.9 ແລະ ຈດຮູບ ຈະໄດ:້ ເພາະວຸ່ າ 2sin ������cos������ = sin 2������ ແທນຄຸ່ າ ລງົ ໃນສມົ ຜນົ 3.10 ແລະ ຈດຮູບຈະໄດ:້ ສມົ ຜົນທີ 3.11 ແລະ 3.12 ຖເປນສມົ ຜນົ ທຸ່ ນີ ຍິ ມົ ໃຊໃ້ ນການຫາຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດ ສມົ ຜົນທີ 3.9 ແລະ 3.10 ໃຊຄ້ ານວນໄດເ້ ຊຸ່ ນດຽວກນ (ສມົ ຜົນທີ 3.11 ແລະ 3.12 ຄາ້ ຍເຄຸ່ ງິ ຄກບສມົ ຜນົ ຄວາມ ເຄຸ່ ງທຸ່ ີກຸ່ າວມາແລວ້ ໃນບດົ ທີ 2). ຫກຼ ການໃຊສ້ ມົ ຜົນ ຕອ້ ງພຈິ າລະນາການວດມມູ ������ ທຽບກບແກນດຸ່ ງິ ຊນ. ໃນການພຈິ າລະນາມມູ ເພຸ່ ອບຸ່ ໃຫສ້ ບສນົ ຄວນແຕມ້ ຮູ ບກຸ່ ອນ ແລະ ຄວນໃຊສ້ ົມຜົນທີ 3.9 ແລະ 3.10 ເພຸ່ ອຈະບຸ່ ສບສົນກບການຂຽນວົງມນົ ໂມນ (Mohr circle) ເຊຸ່ ງິ ຈະກຸ່ າວໃນລາດບຕຸ່ ໄປ ການວດມມູ β ແລະ ������ ການລາກເສນ້ ຕງ້ ສາກກບລະນາບແຕກ (ນນ້ ຄ ທດິ ທາງຂອງຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ) ມາຍງຈດຸ ຕດຂອງແກນແນວດຸ່ ງິ ກບແກນແນວນອນຂອງສາມຫຸ່ ຽຼ ມທຸ່ ີມລີ ະນາບແຕກເປນດາ້ ນກງົ ກນຂາ້ ມມມູ ສາກ ດຸ່ ງສະແດງໃນຮູບທີ 3.11 (ຄ) ຈາກນນ້ ພຈິ າລະນາວຸ່ າ ມມູ β ແລະ ������ ທວນເຂມ ຫຼ ຕາມເຂມໂມງ ກບແກນຂອງ σx ໂດຍວດອອກຈາກ σx ມາ ຍງແນວຂອງຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ສຸ່ ວນທດິ ທາງຂອງແຮງກະທບົ ທຸ່ ີຕງ້ ສາກກບລະນາບແຕກ, ຫາກມທີ ດິ ທາງດຽວ ກນຈະບວກກນ, ຫາກມທີ ດິ ທາງກງົ ກນຂາ້ ມຈະລບົ ກນຕາມກດົ ຂອງເວກເຕີ, ສຸ່ ວນກລະນແີ ຮງຕດ ຫຼ ຄວາມເຄນ້ ຕດຈະລບົ ກນສະເໝີເພາະການເລຸ່ ອນຂອງລະນາບເປນໄປໃນທາງກງົ ກນຂາ້ ມສະເໝີ, ຫາກມແີ ຜຸ່ ນໃດແຜຸ່ ນໜຸ່ ງຶ ເລຸ່ ອນຂນຶ້ ອກີ ແຜຸ່ ນໜຸ່ ງຶ ຈະຕອ້ ງເລຸ່ ອນລງົ ເປນການທຽບແບບສາພນກນ (relative). ນອກຈາກນີ້ ຕອ້ ງລະບຸເຄຸ່ ອງໝາຍ “ບວກ” ຫຼ “ລບົ ” ເຊຸ່ ງິ ໃນການວເິ ຄາະໂຄງສາ້ ງທລະນີ ໂດຍທຸ່ ວົ ໄປຈະກາ ນດົ ແຮງອດ (compressive force) ຫຼ ຄວາມເຄນ້ ອດ (compressive stress) ເປນຄຸ່ າ “ບວກ” ແລະ ກາ ນົດແຮງດງຶ (tensile force) ຫຼ ຄວາມເຄນ້ ດງຶ (tensile stress) ເປນຄຸ່ າ “ລບົ ” ການການດົ ໃນລກສະນະນີ້ ແຕກຕຸ່ າງຈາກການວິເຄາະແບບວສິ ະວະກາເພາະໃນທາງທລະນີວທິ ະຍາໂຄງສາ້ ງ ແຮງອດພົບຫຼາຍກວຸ່ າແຮງດງຶ ສຸ່ ວນທາງວສິ ະວະກາ ການພຈິ າລະນາໃຊຫ້ ກຼ ທຸ່ ວີ ຸ່ າ, ຫາກເວກເຕີພຸ່ ຸງອອກຈາກຈດຸ ເລຸ່ ີມຕນົ້ ໃຫເ້ ປນ “ບວກ” ສຸ່ ວນ ເວກເຕທີ ຸ່ ພີ ຸ່ ຸງເຂາົ້ ຫາຈດຸ ເລຸ່ ມີ ຕນົ້ ໃຫເ້ ປນ “ລບົ ” ແຕຸ່ ຕວົ ເລກ (ປະລມິ ານແຮງ) ທຸ່ ີໄດຄ້ ານວນໄດ້ ມຄີ ຸ່ າເທຸ່ າົ ກນບຸ່ ວຸ່ າຈະ ການດົ ຢຸ່ າງໃດ ການຄານວນ ແລະ ແປຄວາມໝາຍ ຈະຕອ້ ງບອກປະລມິ ານຂອງຄວາມເຄນ້ ອດ ຫຼ ປະລມິ ານຂອງ ຄວາມເຄນ້ ດງຶ ເປນຕວົ ເລກທຸ່ ີຄານວນໄດດ້ ຸ່ ງຕວົ ຢຸ່ າງຕຸ່ ໄປນ:ີ້ ຕົວຢຸ່ າງທີ 3.2 ແທຸ່ ງຫີນຮູບສຸ່ ີຫຸ່ ຽຼ ມ ພບົ ວຸ່ າມແີ ຜຸ່ ນພຽງແຕກປາກດົ ຢຸ່ ໂູ ດຍແຜຸ່ ນພຽງແຕກນມີ້ ມີ ມູ 60° ກບ ແກນນອນ ແທຸ່ ງຫນີ ດຸ່ ງກຸ່ າວນຖີ້ ກກະທບົ ໂດຍຄວາມເຄນ້ ອດ ມຂີ ະໜາດ 40 MPa ໃນແນວດຸ່ ງິ ຊນ ສຸ່ ວນຄວາມ 125
ເຄນ້ ດງຶ (tensile stress) ທຸ່ ຫີ າຼ ຍກະທບົ ຢຸ່ ໃູ ນແນວນອນ ມຂີ ະໜາດ 20 MPa ດຸ່ ງສະແດງໃນຮູບທີ 3.12 ຈຸ່ ງົ ຫາຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມຕດທຸ່ ີກະທບົ ເທງິ ແຜຸ່ ນພຽງແຕກ. ຮູບທີ 3.12 ແທຸ່ ງຫີນຖກແຮງກດົ ອດໃນແນວດຸ່ ງິ ຊນ ພອ້ ມກບແຮງດງຶ ໃນແນວນອນ ເຮດໃຫເ້ ກດີ ການແຕກ ເປນລະນາບເປນມມູ 60°ກບແນວນອນ (30° ກບແນວດຸ່ ງິ ຊນ) ວິທີຄິດໄລຸ່ : ການດົ ໃຫຄ້ ວາມເຄນ້ ອດເປນ “ບວກ” ແລະ ຄວາມເຄນ້ ດງຶ ເປນ “ລບົ ” ແຕມ້ ຮູບເພຸ່ ອພຈິ າລະນາ ມູມ ������ ແລະ ແຕກແຮງ ດຸ່ ງສະແດງໃນຮູບທີ 3.13. ຮູບທີ 3.13 (ກ) ແທຸ່ ງຫນີ ຖກແຮງກດົ ອດໃນແນວດຸ່ ງິ ພອ້ ມກບແຮງດງຶ ໃນແນວນອນ (ຂ) ພາພະນາບການແຕກ ສະແດງມູມ β ແລະ ມມູ ������ ທຸ່ ີວດກບລະນາບແຕກ ແລະ ແນວຂອງຄວາມເຄນ້ ເຮດໃຫຫ້ ີນແຕກ ຈາກຮູບທີ 3.13 (ຂ) ມູມ ������ = 90 - 60 = 30 ດຸ່ ງນນ້ ພຈິ າລະນາຂຽນແຮງຈາກຫກຼ ຂອງການແຕກແຮງ ທານອງດຽວກບສມົ ຜົນທີ 3.9 ຈະໄດ:້ ດຸ່ ງນນ້ ແທນຄຸ່ າ ຫາຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ຕດ ໃຊກ້ ານແຕກແຮງ ເຊຸ່ ນດຽວກນກບສມົ ຜົນທີ 3.10 126
ດຸ່ ງນນ້ ແທນຄຸ່ າ ນນ້ ຄ ຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີກະທບົ ຕງ້ ສາກກບລະນາບແຕກເປນຄວາມເຄນ້ ດງຶ (tensile stress) ມຄີ ຸ່ າ 5 MPa ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດ ມຄີ ຸ່ າ 26 MPa ຕວົ ຢຸ່ າງທີ 3.2 ຫາກໃຊສ້ ມົ ຜນົ 3.11 ແລະ 3.12 ຈະຕອ້ ງພຈິ າລະນາມມູ ທຸ່ ວີ ດທຽບກບທດິ ທາງແນວດຸ່ ງິ ຊນ ນນ້ ຄ 30° ດຸ່ ງນນ້ ������ = 30° ແທນຄຸ່ າຈະໄດຄ້ າຕອບດຽວກນ ນນ້ ຄ ດຸ່ ງນນ້ ແທນຄຸ່ າ ຕົວຢຸ່ າງທີ 3.3 ສມົ ມຸດໃຫແ້ ທຸ່ ງຫນີ ຕວົ ຢຸ່ າງໃນຮູບທີ 3.14 (ກ) ມລີ ະນາບການແຕກວດທຽບແນວດຸ່ ງິ ໄດ້ ມູມ 25° ມີຄວາມເຄນ້ ດງຶ 20 MPa ຕາມແນວດຸ່ ິງ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ອດ 40 MPa ຕາມແນວນອນ. ຈຸ່ ງົ ຫາ ຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມຕດທຸ່ ີກະທບົ ເທງິ ລະນາບແຕກ. ຮູບທີ 3.14 (ກ) ແທຸ່ ງຫີນຖກແຮງດງຶ ໃນແນວດຸ່ ງິ ພອ້ ມກບແຮງກົດອດໃນແນວນອນ (ຂ) ຮູບລະນາບການ ແຕກ ສະແດງມູມ ������ ແລະ ມມູ β ທຸ່ ີວດກບລະນາບແຕກ ແລະ ແນວຂອງຄວາມເຄນ້ ເຮດໃຫຫ້ ນີ ແຕກ ມມູ ������ ທຸ່ ມີ ຄີ ຸ່ າ 25° ວດທວນເຂມໂມງຈາກແກນ σy ແລະ ມູມ β ມຄີ ຸ່ າ 65° ວດຕາມເຂມໂມງຈາກແກນ σx ວິທີຄິດໄລຸ່ : ກາໜດົ ໃຫຄ້ ວາມເຄນ້ ອດເປນ “ບວກ” ແລະ ຄວາມເຄນ້ ດງຶ ເປນ “ລບົ ” ແຕມ້ ຮູບປະກອບ ເພຸ່ ອ ພຈິ າລະນາມູມ ������ ແລະ ແຕກແຮງດຸ່ ງສະແດງໃນຮູບ ທີ 3.14 (ຂ) 127
ຈາກຮູບທີ 3.14 (ຂ) ດຸ່ ງນນ້ ສາມາດຄານວນຫາຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກຈະໄດຈ້ າກສມົ ຜົນ 3.9 ນນ້ ຄ: ດຸ່ ງນນ້ ແທນຄຸ່ າ ຫາຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ຕດ ຈາກການແຕກແຮງ ເຊຸ່ ງິ ຫາໄດຈ້ າກສມົ ຜນົ 3.10 ນນ້ ຄ: ດຸ່ ງນນ້ ແທນຄຸ່ າ ນນ້ ຄ ຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີກະທບົ ຕງ້ ສາກກບແຜຸ່ ນພຽງແຕກເປນຄວາມເຄນ້ ອດ (compressive stress) ມຄີ ຸ່ າ 29 MPa ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດ ມຄີ ຸ່ າ 23 MPa. ຕົວຢຸ່ າງທີ 3.3 ຫາກໃຊສ້ ມົ ຜນົ 3.11 ແລະ 3.12 ຈະຕອ້ ງພຈິ າລະນາມມູ ������ ທຸ່ ວີ ດທຽບກບແນວດຸ່ ງິ ເຊຸ່ ງິ ມມູ ທຸ່ ີວດໄດຄ້ 25°. ດຸ່ ງນນ້ ������ = 25° ແທນຄຸ່ າຈະໄດຄ້ າຕອບດຽວກນ ນນ້ ຄ: ດຸ່ ງນນ້ ແທນຄຸ່ າ ຕົວຢຸ່ າງທີ 3.4 ສມົ ມຸດໃຫແ້ ທຸ່ ງຫນີ ຕວົ ຢຸ່ າງໃນຮູບທີ 3.15 ມລີ ະນາບການແຕກວດທຽບແນວດຸ່ ງິ ຊນໄດມ້ ມູ 65° ມີຄວາມເຄນ້ ອດກະທົບ 40 MPa ຕາມແນວດຸ່ ິງ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ອດ 20 MPa ຂະທາຕາມຕາມແນວ ນອນ ຈຸ່ ງົ ຫາຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມຕດທຸ່ ີກະທບົ ເທງິ ແຜຸ່ ນພຽງແຕກ. ວທິ ີຄດິ ໄລຸ່ : ການດົ ໃຫຄ້ ວາມເຄນ້ ອດເປນ ບວກ ວາດຮູບປະກອບ ເພຸ່ ອພຈິ າລະນາມມູ ������ ແລະ ແຕກແຮງ ດຸ່ ງສະແດງໃນຮູບ ທີ 3.15 (ຂ) ໃນກລະນນີ ີ້ ມມູ ທຸ່ ວີ ດວດທຽບແນວດຸ່ ງິ . ດຸ່ ງນນ້ ມມູ ������ ໃນຮູບທີ 3.15 (ຂ) ມຄີ ຸ່ າ 65° ສາມາດຄານວນຫາຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກຈະໄດຈ້ າກການແທນຄຸ່ າໃນສມົ ຜນົ 3.9 ນນ້ ຄ: ດຸ່ ງນນ້ ແທນຄຸ່ າ 128
ຮູບທີ 3.15 (ກ) ແທຸ່ ງຫນີ ຖກແຮງອດໃນແນວດຸ່ ງິ ຊນ ພອ້ ມກບແຮງອດໃນແນວນອນ (ຂ) ຮູບແຜຸ່ ນພຽງການ ແຕກ ສະແດງມູມ ������ ແລະ ມມູ β ທຸ່ ີວດກບລະນາບແຕກ ແລະ ແນວຂອງຄວາມເຄນ້ ເຮດໃຫຫ້ ນີ ແຕກ ມມູ ������ ມຄີ ຸ່ າ 65° ວດທວນເຂມໂມງ ຈາກແກນ σx ແລະ ມມູ β ມຄີ ຸ່ າ 25° ວດຕາມເຂມໂມງຈາກແກນ σy ຫາຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ຕດ ໃນກລະນນີ ສີ້ ະແດງດວ້ ຍການໃຊສ້ ມົ ຜົນທີ 3.10 ນນ້ ຄ ດຸ່ ງນນ້ ແທນຄຸ່ າ ນນ້ ຄ ຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີກະທບົ ຕງ້ ສາກກບລະນາບແຕກເປນຄວາມເຄນ້ ອດ (compressive stress) ມຄີ ຸ່ າ 36 MPa ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດ ມຄີ ຸ່ າ 8 MPa. ຕົວຢຸ່ າງທີ 3.4 ຫາກໃຊສ້ ມົ ຜນົ 3.11 ແລະ 3.12 ຈະຕອ້ ງພຈິ າລະນາມູມທຸ່ ວີ ດທຽບກບທດິ ທາງແນວດຸ່ ງິ ຊນ ເຊຸ່ ງິ ມມູ ທຸ່ ີວດໄດຄ້ 65°������ ດຸ່ ງນນ້ = 65° ແທນຄຸ່ າຈະໄດຄ້ າຕອບດຽວກນ ນນ້ ຄ: ດຸ່ ງນນ້ ແທນຄຸ່ າ ຄວາມຜດິ ພາດຂອງການຄານວນໃນຕວົ ຢຸ່ າງທີ 3.2 - 3.4 ເມຸ່ ອໃຊສ້ ມົ ຜົນ 3.11 ແລະ 3.12 ມໂີ ອກາດເກດີ ໄດໃ້ ນ 2 ກລະນຄີ : ກລະນທີ ີ 1 ເປນຄວາມຜິດພາດຈາກການອຸ່ ານຄຸ່ າມມູ ������ ຜິດ ກລະນນີ ສີ້ າມາດປອ້ ງກນໄດໂ້ ດຍ 129
ການແຕມ້ ຮູບ ແລະ ການແຕກແຮງພອ້ ມໃຊສ້ ມົ ຜົນທີ 3.9 ແລະ 3.10 ແທນ ກລະນທີ ີ 2 ເປນຄວາມຜດິ ພາດຈາກ ການບຸ່ ການົດເຄຸ່ ອງໝາຍຂອງຄວາມເຄນ້ ອດ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ດຶງໃຫແ້ ຕກຕຸ່ າງກນ, ເມຸ່ ອການດົ ເຄຸ່ ອງໝາຍແລວ້ ຕອ້ ງນາມາຄານວນໃນສມົ ຜົນອກີ ດວ້ ຍ. ໃນທາງທລະນວີ ທິ ະຍາໂຄງສາ້ ງ ແຮງທຸ່ ສີ າຄນຈະມພີ ຽງສອງແບບ ນນ້ ຄ ແບບດຸ່ ງິ ຊນ ແລະ ແບບນອນ. ວງົ ຮີຄວາມເຄນ້ ມີສາມແກນເຊຸ່ ິງສາມາດຂຽນໃຫຢ້ ຸ່ ໃູ ນຮູບຂອງສອງແກນໄດໂ້ ດຍໃຫແ້ ກນຄຸ່ າປານກາງມຄີ ຸ່ າເທຸ່ າົ ກບ ແກນຄຸ່ ານອ້ ຍ ການຄດິ ໄລຸ່ ແຮງຈຸ່ ງຶ ພຈິ າລະນາ 2 ແກນ ຫຼ 2 ມຕິ ິ ໂດຍການດົ ໃຫ້ ແກນໃດໜຸ່ ງຶ ແກນມຄີ ຸ່ າສນູ ເອນີ້ ວຸ່ າ plane stress ນນ້ ເອງ. 1.2.3. ການວິເຄາະຫາຄວາມເຄນ້ ດວ້ ຍໄດເອິແກຣມຂອງໂມນ (Determination of Stress by Mohr Stress Diagram) ໄດເອແິ ກຣມຂອງໂມນ ຫຼ ມອນ ໃຊໃ້ ນການຄານວນົ ຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດທຸ່ ລີ ະນາບ ໃດໆ ທຸ່ ີອຽງ 0° - 360° ໄດ້ ໂດຍຕອ້ ງຮູ ້ σ1 ແລະ σ2 ( ຫຼ σ3 ຕຸ່ ໄປຈະເອີນ້ σ3) ຄຸ່ າຂອງ σN ແລະ σS ອຸ່ ານໄດ້ ຈາກໄດເອແິ ກຣມ ວທິ ີສາ້ ງວງົ ມນົ ໂມນເຮດໄດເ້ ຊຸ່ ນດຽວກບການຂຽນວົງມນົ ໂມນເພຸ່ ອວເິ ຄາະຫາຄວາມເຄຸ່ ງ ວທິ ີ ການຂຽນໂດຍຫຍມ້ ດີ ຸ່ ງນ:ີ້ 1) ຕງ້ ແກນ σN ແລະ σS ໂດຍໃຫແ້ ກນ x ເປນ σN ແລະ ແກນ y ເປນ σS 2) ຂຽນຄວາມເຄນ້ ຫກຼ σ1 ແລະ σ3 ຂຽນລງົ ໃນແກນຕງ້ ສາກເຊຸ່ ງິ σ1 ແລະ σ3 ບຸ່ ມີ σS ຈຸ່ ງຶ ຂຽນລງົ ໃນ ຈດຸ ທຸ່ ີ σS = 0 ນນ້ ຄ ແກນ x 3) ລາກວງົ ມນົ ຜຸ່ ານຈດຸ σ1 ແລະ σ3 ໂດຍມຈີ ດຸ ສນູ ກາງເທງິ ແກນ x 4) ຫາ σN ແລະ σS ຂອງລະນາບທຸ່ ີຕອ້ ງການຮູມ້ ູມ ຫຼ ຫຼ ມມູ ໃດໆ ຕາມທຸ່ ີຕອ້ ງການ ມມູ ລະຫວຸ່ າງເສນ້ ລດສະໝີຂອງວງົ ມົນມີຄຸ່ າເປນສອງເທຸ່ າົ ຂອງມູມລະຫວຸ່ າງແກນຂອງ σ1 ຫຼ σ3 ກບແນວຂອງ σN ການວດມູມ ຕອ້ ງວດອອກຈາກດາ້ ນຂອງ σ1 ຫາກທຽບມມູ ������ ຫຼ β ກບ σ1 ແລະ ຕອ້ ງວດມູມແບບທວນເຂມ ຫຼ ຕາມເຂມໂມງ ສອດຄຸ່ ອງແນວຂອງຄວາມເຄນ້ ດຸ່ ງສະແດງໃນຮູບທຸ່ ີ 3.16-3.18 ການວດທຽບກບ 3 ມຫີ ກຼ ການເຊຸ່ ນດຽວກນ. ຕາ ແໜຸ່ ງທຸ່ ຂີ ຽນໄດໃ້ ນວງົ ມນົ ຈະເປນຕາແໜຸ່ ງດຽວກນ, ຈາກນນ້ ອຸ່ ານຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດ. ດຸ່ ງນນ້ , ຫາກປຸ່ ຽນຄາຖາມຈາກຕວົ ຢຸ່ າງທີ 3.2 - 3.4 ທຸ່ ີຄານວນຜຸ່ ານມາແລວ້ ໃຫເ້ ປນຄາຖາມເພຸ່ ອວເິ ຄາະ ຫາຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດ ດວ້ ຍການຂຽນວງົ ມນົ ໂມນ ຄວນໄດຄ້ າຕອບດຽວກນ ມວີ ທິ ີເຮດດຸ່ ງ ຕວົ ຢຸ່ າງຕຸ່ ໄປນ:ີ້ ຕົວຢຸ່ າງທີ 3.5 ຈາກຄາຖາມໃນຕວົ ຢຸ່ າງທີ 3.2 ສາມາດສາ້ ງວງົ ມນົ ໂມນ ເພຸ່ ອຫາຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດໄດດ້ ຸ່ ງສະແດງໃນຮູບທີ 3.16 ໄດຄ້ ຸ່ າ σn = -5 MPa ແລະ σs = -26 MPa ເຊຸ່ ງິ σs ເປນຄຸ່ າລບົ ເຊຸ່ ງິ ຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ຕດທຸ່ ີເປນລບົ ບອກໄດພ້ ຽງວຸ່ າ ຮອຍເລຸ່ ອນນນ້ ເລຸ່ ອນຂນຶ້ ຫຼ ເລຸ່ ອນລງົ ເທຸ່ າົ ນນ້ , ຫາກ σs ເປນຄຸ່ າ ລົບ ສະແດງວຸ່ າເປນຮອຍເລຸ່ ອນປກົ ກະຕິ (normal fault) ສຸ່ ວນທຸ່ ີມີຄຸ່ າເປນບວກ ສະແດງວຸ່ າເປນຮອຍເລຸ່ ອນ ຍອ້ ນ (reverse fault) ເຖິງຢຸ່ າງໃດກຕາມ ການຂຽນວງົ ມນົ ໂມນໂດຍທຸ່ ວົ ໄປຈະຂຽນເປນເຄຸ່ ງິ ວງົ ມນົ ທຸ່ ມີ ສີ ະເພາະ ຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ຕດທຸ່ ີເປນບວກ, ທງນີເ້ ພຸ່ ອຜົນຈາກການຄານວນໂດຍສມົ ຜົນເໝອນກບຜົນທຸ່ ີໄດຈ້ າກການຂຽນ ວງົ ມນົ ສຸ່ ວນກລະນຂີ ອງຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກຈາເປນຕອ້ ງໃຫຄ້ ຸ່ າບວກ ຫຼ ລບົ ຈະແຍກໄດວ້ ຸ່ າເປນຄວາມເຄນ້ ອດ ຫຼ ຄວາມເຄນ້ ດງຶ ຫາກຄຸ່ າທຸ່ ອີ ຸ່ ານໄດເ້ ປນຄຸ່ າບວກ ຫຼ ຄຸ່ າລບົ ຕອ້ ງບຸ່ ງົ ບອກລກສະນະຂອງຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກວຸ່ າເປນປະ ເພດຄວາມເຄນ້ ອດ ຫຼ ຄວາມເຄນ້ ດງຶ . 130
ຮູບທີ 3.16 (ກ) ແທຸ່ ງຫີນແຕກໂດຍຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີກະະທົບ (ຂ) ລກສະນະຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີກະທົບເທງິ ລະນາບ ແຕກ (ຄ) ວງົ ມນົ ໂມນ ໃຊວ້ ເິ ຄາະຫາຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດຂອງລະນາບແຕກ ຕົວຢຸ່ າງທີ 3.6 ແລະ 3.7 ສະແດງໃນຮູບທີ 3.17 ແລະ 3.18 ຕາມລາດບ ການຄານວນົ ໂດຍໃຊສ້ ມົ ການ ແລະ ການຂຽນວງົ ມນົ ໂມນ ຄຸ່ າປະລມິ ານຂອງຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດເທຸ່ າົ ກນ ດຸ່ ງທຸ່ ີໄດອ້ ະທບິ າຍ ຄວາມໝາຍໄວແ້ ລວ້ ຂາ້ ງເທງິ . ຮູ ບທີ 3.19 ສະແດງຜົນການຄານວນ ຄວາມເຄນ້ ທງຫມດົ ຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດ ທຸ່ ເີ ກດີ ຂນຶ້ ຈາກການທຸ່ ລີ ະນາບປຸ່ ຽນໄປທຸກໆ 5° ຈາກຮູບສງເກດຂະໜາດຂອງຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີປຸ່ ຽນເປນຮູບວົງຮີໂດຍມີ σz ຍາວທຸ່ ສີ ຸດ ແລະ σx ສນ້ ທຸ່ ສີ ຸດ ເຊຸ່ ງິ ກເປນແກນຂອງຮູບວງົ ຮີນນ້ ເອງ. ຮູ ບທີ 3.20 ສະແດງອງົ ປະກອບຂອງວງົ ມນົ ໂມນ ແລະ ຄານຍິ າມທຸ່ ສີ າຄນ ໄດແ້ ກຸ່ ລດສະໝີຂອງວງົ ມນົ ເຊຸ່ ງິ ຖເປນ ຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ບຸ່ ຽງເບນ (deviatoric stress) ເສນ້ ຜຸ່ ານສູນກາງຂອງວົງມົນຖເປນ ຄຸ່ າຄວາມແຕກຕຸ່ າງ ຄວາມເຄ້ນ (differential stress) ແລະ ຈຸດເຄິງກາງຂອງວົງມົນຖເປນ ຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ສະເລຸ່ ຍ (mean stress). 131
ຮູບທີ 3.17 (ກ) ແທຸ່ ງຫີນແຕກໂດຍຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີກະທົບ (ຂ) ລກສະນະຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ກີ ະທບົ ເທງິ ແຜຸ່ ນພຽງ ແຕກ (ຄ) ວງົ ມນົ ໂມນ ໃຊວ້ ເິ ຄາະຫາຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດ ຂອງແຜຸ່ ນພຽງແຕກ 132
ຮູບທີ 3.18 (ກ) ແທຸ່ ງຫີນແຕກໂດຍຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີກະທົບ (ຂ) ລກສະນະຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ກີ ະທບົ ເທງິ ແຜຸ່ ນພຽງ ແຕກ (ຄ) ວງົ ມນົ ໂມນ ໃຊວ້ ເິ ຄາະຫາຄວາມເຄນ້ ຕງ້ ສາກ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຕດຂອງແຜຸ່ ນພຽງແຕກ ຮູບທີ 3.19 ສະແດງ σz = 40 MPa ແລະ σx = 20 MPa ເສນ້ ທຸ່ ີກາກບດວ້ ຍ a - s ແລະ b’ ເຖິງ r’ ເປນ ແນວຂອງແຜຸ່ ນພຽງທຸກໆ 5° stress (σ), normal stress (σn) ແລະ shear stress (σs) ຄານວນໄດ້ ດຸ່ ງສະແດງໃນຮູບພບົ ການປຸ່ ຽນແປງເກດີ ຂນຶ້ ຢຸ່ າງເປນລະບບົ [ຮູບຈາກ Figure 3.30 ໂດຍ Davis et al., 2011] ຮູບທີ 3.20 ອງົ ປະກອບວງົ ມົນໂມນ ຄຸ່ າເສນ້ ຜຸ່ າສນູ ກາງເປນຄວາມແຕກຕຸ່ າງຂອງຄວາມເຄນ້ (differential stress) ຫາກຄຸ່ າຄວາມແຕກຕຸ່ າງມຄີ ຸ່ າຫຼາຍ ຈະຖກບດິ ບຽ້ ວ (distortion) ໄດຫ້ າຼ ຍ ຈດຸ ສູນຂອງວງົ ມນົ ເປນຄຸ່ າ 133
ສະເລຸ່ ຍທຸ່ ີເປນຕົວແທນຂອງ hydrostatic stress ແລະ ຄຸ່ າຂອງລດສະໝີຂອງວົງມົນແທນ non - hydrostatic stress ທຸ່ ີເຮດໃຫເ້ ກດີ ການບດິ ບຽ້ ວ (distortion) ຫຼ ການປຸ່ ຽນລກສະນະເກດີ ຂນຶ້ . ຮູບທີ 3.21 ສະແດງກລະນທີ ຸ່ ີຄວາມເຄນ້ ມີຂະໜາດເທຸ່ າົ ກນໃນທຸກທດິ ທຸກທາງຖເປນກລະນພີ ເິ ສດ. ດຸ່ ງ ນນ້ , ຫາກຕອ້ ງການແຍກໃຫຊ້ ດເຈນຄວນເອີນ້ ວຸ່ າ: ຄວາມດນ (pressure, P) ດຸ່ ງໄດກ້ ຸ່ າວມາແລວ້ ໃນຫວົ ຂ້ 1.1.6 ເຊຸ່ ງິ ເປນຄຸນລກສະນະສະເພາະຂອງຂອງແຫຼວ, ຄວາມດນ ຫຼ ແຮງດນຈາກຂອງແຫຼວກະທົບຕຸ່ ຝາ ຫຼ ລະ ນາບໃນແນວຕງ້ ສາກ ຈະບຸ່ ມີແຮງຕດ ຫຼ ຄວາມເຄນ້ ຕດເກດີ ຂຶນ້ ທງນີທ້ ງນນ້ ຄວາມດນຂອງຂອງແຫຼວ (fluid pressure) ໃນທາມະຊາດຂນຶ້ ຢຸ່ ູກບຄວາມເລກິ ແລະ ຄວາມໜາແໜນ້ ຂອງຂອງແຫຼວ, ຄວາມດນຂອງຂອງແຫວຼ ຈະເຮດໃຫເ້ ກດີ ການຫົດ (dilation) ບຸ່ ໄດເ້ ຮດໃຫຫ້ ີນບດິ ບຽ້ ວ (distortion) ເພາະບຸ່ ມຄີ ວາມເຄນ້ ຕດເກດີ ຂນຶ້ ແລະ ຮູບແອນລບິ ຄວາມເຄນ້ ຂອງຄວາມດນຂອງຂອງແຫຼວຈະເປນຮູບວງົ ມນົ . ຮູບທີ 3.21 ຄວາມດນເທຸ່ ົາກນທຸກທິດທຸກທາງຂອງຂອງແຫຼວ ເຊຸ່ ິງຫາກພຸ່ ຸ ງເຂົາ້ ທຸກທດິ ທຸກທາງໄປຍງຈດຸ ທຸ່ ີ ພຈິ າລະນາ ຖວຸ່ າຄວາມດນເປນບວກ, ຫາກພຸ່ ຸງອອກທຸກທດິ ທຸກທາງຈາກຈດຸ ທຸ່ ພີ ຈິ າລະນາ ຖວຸ່ າຄວາມດນເປນ ລບົ 1.2.4. ການສະແດງຄວາມເຄນ້ 3 ແກນຫກຼ ດວ້ ຍໄດເອິແກຣມຂອງໂມນ (Mohr Stress Diagram in 3D) ເມຸ່ ອນາຄວາມເຄນ້ ແບບຄວາມດນຂອງຂອງແຫວຼ (fluid pressure) ມາຂຽນວງົ ມນົ ໂມນໂດຍທີ 1 = 2 = 3 ຈະໄດເ້ ປນຈດຸ ຢຸ່ ູເທງິ ແກນ x ດຸ່ ງຮູບທີ 3.22 (ກ) ບຸ່ ສາມາດສາ້ ງວງົ ມນົ ໄດ້ ເພາະມຄີ ຸ່ າເທຸ່ າົ ກນຈຸ່ ງຶ ໄດເ້ ປນຈຸດ ສຸ່ ວນກລະນຂີ ອງ uniaxial stress ມຄີ ຸ່ າຄວາມເຄນ້ ຫກຼ ສອງຄຸ່ າເປນສູນ, ອີກໜຸ່ ງຶ ຄຸ່ າບຸ່ ເປນສນູ , ໄດວ້ ງົ ມນົ ໂມນ ຜຸ່ ານຈດຸ ຕດຂອງແກນ x ແລະ ແກນ y ດຸ່ ງຮູບທີ 3.22 (ຂ) ກລະນຂີ ອງ biaxial stress ຕອ້ ງມຄີ ວາມເຄນ້ ຫກຼ ເປນສນູ ໜຸ່ ງຶ ຄຸ່ າ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ຫກຼ ອີກສອງຄຸ່ າຕອ້ ງບຸ່ ເທຸ່ າົ ກນ ດຸ່ ງຮູບທີ 3.22 (ຄ) ແລະ ກລະນສີ ຸດທາ້ ຍ triaxial stress ຄວາມເຄນ້ ຫຼກມີຄຸ່ າບຸ່ ເທຸ່ ົາກນ ແລະ ບຸ່ ເທຸ່ າົ ກບສູນ ດຸ່ ງສະແດງໃນຮູບທີ 3.22 (ງ) ເຊຸ່ ງິ ວົງມົນໂມນທຸ່ ີ ສະແດງໃນຮູບທຸ່ ີ 3.22 ເປນການສະແດງໃນຮູບຄວາມເຄນ້ ສາມມຕິ .ິ ນອກຈາກນໄີ້ ດເອແິ ກຣມໂມນຍງສາມາດໃຊ້ ວເິ ຄາະຫາຄວາມເຄນ້ ໃນຮູບຂອງ 3 ມຕິ ໄິ ດ.້ 134
2. ການທດົ ສອບເພຸ່ ອຫາຄວາມສາພນຂອງຄວາມເຄນ້ ແລະ ຄວາມເຄຸ່ ງ (Stress-Strain Relationship Experiments) ວຊິ າທຸ່ ີສກຶ ສາຄວາມສາພນລະຫວຸ່ າງຄວາມເຄນ້ ແລະ ຄວາມເຄຸ່ ງ ແລະ ການໄຫຼຂອງຫນີ ເອນີ້ ວຸ່ າ “ຣີອເລີຈີ້ (rheology) – ການສກຶ ສາລກສະນະການໄຫຂຼ ອງວດຖຸພາຍໃຕຄ້ ວາມເຄນ້ ທຸ່ ີກະທບົ ກບວດຖຸ” ສຸ່ ງິ ທຸ່ ຕີ ອ້ ງການຮູ ້ ຄ ການຕອບສະໜອງຕຸ່ ຄວາມເຄ້ນ. ເມຸ່ ອຫີນຢຸ່ ູໃນສະພາວະທຸ່ ີມີຄວາມແຕກຕຸ່ າງດຸ່ ງຕຸ່ ໄປນີ້ ອຸ ນຫະພູມ (temperature), ຄວາມດນອອ້ ມຂາ້ ງ (pressure), ຄວາມດນຂອງຂອງແຫວຼ (fluid pressure), ຫຼ ອດຕາ ໄວຂອງການເກດີ ຄວາມເຄຸ່ ງ (strain rate). ຖາ້ ຫາກສາມາດບຸ່ ງົ ບອກປະລມິ ານຂອງຄວາມເຄຸ່ ງຂອງຫີນຕຸ່ າງໆ ທຸ່ ີ ຖກແຮງກະທບົ ພາຍໃຕສ້ ະພາບດຸ່ ງທຸ່ ກີ ຸ່ າວມາຂາ້ ງເທງິ ຈະສາມາດອະທບິ າຍປາກດົ ການຕຸ່ າງໆທຸ່ ີເກດີ ຂນຶ້ ກບໂຄງສາ້ ງ ທລະນໄີ ດ.້ ສາມາດທຸ່ ຈີ ະເຮດການວເິ ຄາະຍອ້ ນກບ ແລະ ແປຄວາມໝາຍຕຸ່ າງໆຂອງໂຄງສາ້ ງໄດ.້ 135
ຮູບທີ 3.22 ຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີສາມາດຂຽນດວ້ ຍວງົ ມນົ ໂມນໃນຮູບຂອງສາມມຕິ ິ (ກ) Hydrostatic pressure, σ1 = σ2 = σ3 (ຂ) Uniaxial stress, σ1> σ2 = σ3 =0 (ຄ) Biaxial stress, σ1 > σ3 ; σ2 =0 ແລະ (ງ) Triaxial stress, σ1 > σ2 > σ3 ການສກຶ ສາມທີ ງພາກທດິ ສະດີ ແລະ ການທດົ ສອບໃນຫອ້ ງປະຕບິ ດການ ເພຸ່ ອໃຫເ້ ຂາົ້ ໃຈເຖິງຄຸນລກສະນະ ຂອງຫນີ ແລະ ການຕອບສະໜອງຂອງຫນີ ຕຸ່ ແຮງກະທບົ , ການສກຶ ສາໃນຫອ້ ງປະຕບິ ດການການທດົ ລອງປະກອບ ດວ້ ຍການນາຫນີ ຕວົ ຢຸ່ າງມາເຮດໃຫຖ້ ກແຮງກະທບົ ພາຍໃຕສ້ ະພາບຕຸ່ າງໆແລວ້ ສງເກດການປຸ່ ຽນລກສະນະທຸ່ ີເກີດ ຂນຶ້ ກບຫີນນນ້ ເພຸ່ ອບຸ່ ງົ ບອກການປຸ່ ຽນລກສະນະສະເພາະຕວົ ຂອງຫີນ. ຂມ້ ນູ ທຸ່ ີໄດຈ້ າກການທດົ ສອບສາມາດນາມາ ຄານວນ ແລະ ວເິ ຄາະຫາສມົ ຜນົ ທາງຄະນດິ ສາດເພຸ່ ອອະທບິ າຍປາກດົ ການການປຸ່ ຽນລກສະນະຂອງຫນີ , ແຕຸ່ ເນຸ່ ອງ ຈາກໂລກບຸ່ ໄດປ້ ະກອບຂນຶ້ ດວ້ ຍຫນີ ພຽງຊະນດິ ດຽວຈຸ່ ງຶ ບຸ່ ມກີ ດົ ເກນພຽງກດົ ເກນດຽວທຸ່ ີສາມາດອະທບິ າຍຄວາມ ສາພນຂອງຄວາມເຄນ້ ແລະ ຄວາມເຄຸ່ ງ ແລະ ການໄຫຼຂອງຫີນພາຍໃນໂລກໄດອ້ ີກທງຫີນພາຍໃນໂລກມີ ລກສະນະແບບເປນເນອ້ ປະສມົ (heterogeneous) ທຸ່ ີເກດີ ຈາກແຮຸ່ ອງົ ປະກອບເຊຸ່ ງິ ບຸ່ ຄກນ. ນອກຈາກນຍີ້ ງມີ ເນອ້ ຫີນ (texture) ແລະ ການວາງຕວົ ຂອງຫນີ ແຕກຕຸ່ າງກນ ລວມທງຄວາມແຕກຕຸ່ າງຂອງການເກດີ ໂຄງສາ້ ງຕຸ່ າງ ໆ ບຸ່ ວຸ່ າຈະມຂີ ະໜາດນອ້ ຍ ຫຼ ໃຫຍຸ່ ກຕາມສຸ່ ງິ ເຫລຸ່ າົ ນລີ້ ວ້ ນເຮດໃຫຫ້ ນີ ມຄີ ວາມບຸ່ ເປນເນອ້ ດຽວ. ຄຸນລກສະນະ ຂອງແຮຸ່ ທຸ່ ີເປນອງົ ປະກອບຫນີ ຕະຫຼອດຈນົ ຮອດຄຸນລກສະນະດາ້ ນອຸ່ ນໆທຸ່ ກີ ຸ່ ຽວຂອ້ ງສຸ່ ງົ ຜນົ ເປນພາບລວມສາມາດ ອະທບິ າຍໄດພ້ ຽງປາກດົ ການການລວມ, ແບບການປະມານຄຸ່ າໃກຄ້ ຽງ ຫຼ ຄຸ່ າຄວາມໜາ້ ຈະເປນໄປໄດເ້ ທຸ່ າົ ນນ້ . ເວາົ້ ໂດຍລວມ ການຕອບສະໜອງຂອງຫນີ ເມຸ່ ອມແີ ຮງກະທບົ ຈຸ່ ງຶ ຂນຶ້ ຢຸ່ ູກບປດໄຈຫກຼ 2 ປະການ ຄ: 1) ລກສະນະທາງກາຍະພາບ ແລະ ທາງເຄມຂີ ອງແຮຸ່ ທຸ່ ເີ ປນອງົ ປະກອບ ແລະ ເນອ້ ຂອງຫີນ 2) ສະພາບເງຸ່ອນໄຂຂອງການປຸ່ ຽນລກສະນະ ການທດົ ສອບກາລງຄວາມແຂງແຮງຂອງຫນີ ສາມາດເຮດໄດໂ້ ດຍການນາເອາົ ຫີນຕວົ ຢຸ່ າງທຸ່ ີສນົ ໃຈມາເຮດໃຫ້ ຖກແຮງກະທົບໃນປະລມິ ານຕຸ່ າງໆສງເກດ ແລະ ວດປະລິມານການປຸ່ ຽນລກສະນະທຸ່ ີປາກດົ ຈາກແຮງກະທບົ ຈົນກະທງ້ ເກດີ ການວບິ ດນຍິ ົມທົດສອບແທຸ່ ງຕົວຢຸ່ າງຫີນຮູບຊງົ ກະບງ້ ເອີນ້ ວຸ່ າ “core sample – ຄອນ ແຊມ′ 136
ເພີນ” ອອກແຮງກດົ (compression), ແຮງດງຶ (tension) ຫຼ ແຮງຕດ (shear) ໂດຍທຸ່ ວົ ໄປການໃຫແ້ ຮງກະ ທບົ ຈະເປນໄປຢຸ່ າງຊາ້ ໆພອ້ ມບນທກຶ ຄຸ່ າຂອງຄວາມເຄນ້ ແລະ ຄານວນຫາຄຸ່ າຄວາມເຄຸ່ ງທຸ່ ເີ ກດີ ຂນຶ້ . ຈາກນນ້ , ຈຸ່ ງຶ ເພຸ່ ີມຄຸ່ າແຮງກະທບົ ໃຫຫ້ າຼ ຍຂນຶ້ ຕາມລາດບໂດຍການເພຸ່ ີມແຮງມີ 2 ລກສະນະຄ ເພຸ່ ມີ ແຮງດວ້ ຍປະລມິ ານຄງົ ທຸ່ ີຢຸ່ າງ ຊາ້ ໆ ຫຼ ເພຸ່ ີມແຮງໃນປະລມິ ານທຸ່ ີປຸ່ ຽນໄປເພຸ່ ອໃຫເ້ ກດີ ຄວາມເຄຸ່ ງຄງົ ທຸ່ ີເຮດການທດົ ສອບຈນົ ກະທງ້ ແທຸ່ ງຕວົ ຢຸ່ າງ ແຕກ, ຈາກນນ້ ນາຄຸ່ າຂອງຄວາມເຄນ້ ແລະ ຄວາມເຄຸ່ ງທຸ່ ີໄດຈ້ າກການທດົ ສອບມາຂຽນກຣາຟເສນ້ ໂຄງ້ ຄວາມເຄນ້ - ຄວາມເຄຸ່ ງ (stress - strain curve) ໂດຍໃຫແ້ ກນແນວດຸ່ ງິ ເປນຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ , ສຸ່ ວນແກນລວງນອນເປນຄຸ່ າ ຄວາມເຄຸ່ ງ ຕາແໜຸ່ ງທຸ່ ີເສນ້ ກຣາຟສະແດງຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ສູງສຸດ ຄ ຄຸ່ າຄວາມແຂງແຮງຂອງຫນີ ທຸ່ ີນາມາທດົ ສອບ ເຊຸ່ ງິ ຫີນແຕຸ່ ລະຊະນດິ ມເີ ສນ້ ໂຄງ້ ຄວາມເຄນ້ - ຄວາມເຄຸ່ ງຕະຫອຼ ດຈນົ ຄຸ່ າຄວາມແຂງແຮງແຕກຕຸ່ າງກນດຸ່ ງຕວົ ຢຸ່ າງຮູບທີ 3.23. ໝ າ ຍ ເ ຫ ດ : ກ າ ນ ໃ ຊ້ສ ບ compression ແ ລ ະ tension ໃ ຊ້ກ ບ ຄ ວ າ ມ ເ ຄ້ນ ສຸ່ ວ ນ ຜົ ນ ຂ ອ ງ compression ເຮດໃຫຫ້ ີນຫດົ ສນ້ ລງົ ໃຊສ້ ບວຸ່ າ contractional strain ຫຼ shortening ສຸ່ ວນຄວາມເຄນ້ ແບບ tension ເຮດໃຫເ້ ກດີ ຄວາມເຄຸ່ ງແບບຢດຍາວອອກ ໃຊສ້ ບວຸ່ າ extension ຫຼ extensional strain. ຮູບທີ 3.23 ການວບິ ດຂອງຫີນຈາກການທດົ ສອບ ຮູບຈາກຊາ້ ຍ ເປນຮູບຂອງການວບິ ດແບບເປນແຜຸ່ ນພຽງ ຂອງຫີນຊະນວນ, ຮູບກາງເປນຮູບຂອງການວບິ ດແບບຮອຍເລຸ່ ອນຄຸ່ ູ (conjugate faults) ໃນຫີນຊາຍ ແລະ ຮູບຂວາເປນການວບິ ດແບບແພລດຕກິ ຂອງຫນີ ປູນ ສງເກດຫນີ ຍງບຸ່ ແຕກ ແຕຸ່ ເນອ້ ຫນີ ຂະຫຍາຍອອກດາ້ ນຂາ້ ງ [ຮູບຈາກ Figure 3.50 ໂດຍ Davis et al., 2011] 2.1. ຊະນດິ ຂອງການທດົ ສອບ (Types of Experiments) ການທົດສອບຄວາມແຂງແຮງອດ (compressive strength test) ເປນການໃຫແ້ ຮງອດຕາມແນວ ແກນດຸ່ ຽວຢຸ່ າງຊາ້ ໆແກຸ່ ແທຸ່ ງຫີນຕວົ ຢຸ່ າງຈນົ ກະທງ້ ແທຸ່ ງຫີນຕວົ ຢຸ່ າງແຕກຜນົ ຂອງແຮງອດທຸ່ ີກະທບົ ຕຸ່ ແທຸ່ ງຕົວຢຸ່ າງ ວດອອກມາໃນຮູບຂອງການປຸ່ ຽນຍາວຂອງແທຸ່ ງຕວົ ຢຸ່ າງຂະນະຖກແຮງກະທບົ ເຊຸ່ ງິ ແທຸ່ ງຕວົ ຢຸ່ າງທຸ່ ີຖກແຮງອດຈະ ເກດີ ການຫດົ ສນ້ . ການທດົ ສອບນເີ້ ປນການທດົ ສອບທຸ່ ໃີ ຫ້ σ2 = σ3 ≥ 0 ເປນຄວາມດນອອ້ ມຂາ້ ງ (confining pressure) ທຸ່ ກີ ະທບົ ທຸ່ ວົ ທງແທຸ່ ງຫີນຕວົ ຢຸ່ າງ ກຸ່ ອນທຸ່ ຈີ ະເພຸ່ ີມແຮງກດົ ທຸ່ ີປາຍຂອງແທຸ່ ງຫີນຕົວຢຸ່ າງທງສອງດ້ານ ດຸ່ ງຮູບທີ 3.24 (ກ). ການທດົ ສອບແຮງດງຶ (tensile strength test): ເປນການໃຫແ້ ຮງດງຶ ຕາມແນວແກນດຸ່ ຽວຢຸ່ າງຊາ້ ໆ ແກຸ່ ແທຸ່ ງຫນີ ຕວົ ຢຸ່ າງຈນົ ກະທງ້ ແທຸ່ ງຫນີ ແຕກ, ຜນົ ຂອງແຮງດງຶ ທຸ່ ກີ ະທບົ ຕຸ່ ແທຸ່ ງຫີນຕວົ ຢຸ່ າງວດອອກມາໃນຮູບຂອງການ ປຸ່ ຽນຍາວຂອງແທຸ່ ງຫີນຕວົ ຢຸ່ າງ ຂະນະຖກແຮງກະທບົ ເຊຸ່ ງິ ຈະເກດີ ການຢດ. ການທດົ ສອບນເີ້ ປນການທດົ ສອບທຸ່ ີ 137
ໃຫ້ σ1 = σ2 >0 ເປນຄວາມດນອອ້ ມຂາ້ ງທຸ່ ກີ ະທບົ ທຸ່ ວົ ທງແທຸ່ ງຫີນຕວົ ຢຸ່ າງ ແລະ ອອກແຮງດງຶ (σ3) ທຸ່ ປີ າຍທງ ສອງດາ້ ນຂອງແທຸ່ ງຫນີ ຕວົ ຢຸ່ າງ ດຸ່ ງຮູບທີ 3.24 (ຂ) ຫຼ ເປນການທດົ ສອບທຸ່ ີໃຫ້ σ1 = σ2 = 0 ແລະ ອອກແຮງດງຶ ດຸ່ ງຮູບທຸ່ ີ 3.24 (ຄ) ຫນີ ມຄີ ວາມແຂງແຮງດງຶ ນອ້ ຍ ດຸ່ ງນນ້ ການທດົ ສອບຄວາມແຂງແຮງດງຶ ຈຸ່ ງຶ ເປນທຸ່ ສີ ນົ ໃຈຫາຼ ຍ ກວຸ່ າການທດົ ສອບວທິ ີອຸ່ ນ ເພາະເປນຄວາມແຂງແຮງດງຶ ທຸ່ ີມປີ ະລມິ ານນອ້ ຍທຸ່ ສີ ຸດ. ການທດົ ສອບຄວາມແຮງຕດ (shear strength test): ເປນການໃຫແ້ ຮງຕດຢຸ່ າງຊາ້ ໆ ແກຸ່ ແທຸ່ ງຫີນຕວົ ຢຸ່ າງ ຈນົ ກະທງ້ ແທຸ່ ງຫີນແຕກ ຜນົ ຂອງແຮງຕດທຸ່ ີກະທບົ ຕຸ່ ແທຸ່ ງຕວົ ຢຸ່ າງວດອອກມາໃນຮູບຂອງການປຸ່ ຽນມູມ ຫຼ ໄລ ຍະການເລຸ່ ອນຂະນະຖກແຮງຕດກະທບົ . ຮູບທີ 3.24 (ກ) ການທດົ ສອບຄວາມແຂງແຮງອດຕາມແນວແກນດຸ່ ຽວ (axial compression) (ຂ) ການ ທດົ ສອບຄວາມແຂງແຮງດງຶ ຕາມແນວແກນດຸ່ ຽວ (axial tension) (ຄ) ການທດົ ສອບຄວາມແຂງແຮງແບບດງຶ (tensile test) ໂດຍບຸ່ ມຄີ ວາມດນອອ້ ມຂາ້ ງກຸ່ ອນການອອກແຮງດງຶ ໝາຍເຫດ: ການທດົ ສອບຄວາມແຂງແຮງອດ ຫຼ ແຮງດງຶ ແບບສາມແກນ ທຸ່ ີເອີນ້ ວຸ່ າ “ໄທຣແອ໊ກຊຽນເທດ (triaxial test – ໄທຣແອ໊ກ′ຊີເອນີ ຫຼ ໄທຣແອ໊ກ′ຊຽນ ເທດ)” ເພາະແຮງກະທບົ ທຸ່ ພີ ຈິ າລະນາຢຸ່ ໃູ ນສາມທດິ ທາງ ແຕຸ່ ເມຸ່ ອເຮດການທດົ ສອບແທຈ້ ງິ ບຸ່ ໄດເ້ ຮດໃຫ້ σ1 ≠ σ2 ≠ σ3 ຈະເປນການທດົ ສອບທຸ່ ີມີ σ1 ≠ σ2 = σ3 2.2. ອດຕາການເກດີ ຄວາມເຄຸ່ ງ (Strain Rate) ການທດົ ສອບຄວາມແຮງດງຶ ແລະ ແຮງອດ ປະກອບດວ້ ຍການວດເກດີ ການຢດ ຫຼ ການຫດົ (e) ຂອງແທຸ່ ງ ຫີນຕວົ ຢຸ່ າງ ສມົ ຜນົ ທຸ່ ກີ ຸ່ າວມາແລວ້ ໃນບດົ ທີ 2 ການດົ ອດຕາການເພຸ່ ີມຄວາມເຄນ້ ແລະ ວດອດຕາການເກດີ ຄວາມ ເຄຸ່ ງ (strain rate, ������) ໂດຍທຸ່ ີ: ຕົວຢຸ່ າງ: ແທຸ່ ງຫີນດນິ ໜຽວມຄີ ວາມຍາວເລຸ່ ີມຕນົ້ L0 = 5.50 ຊງຕແິ ມດ ນາມາເຮດການທດົ ສອບແບບ ອອກແຮງອດຕາມແນວແກນດຸ່ ຽວ ໃນເວລາ 1 ຊຸ່ ວົ ໂມງ ພບົ ຫີນດນິ ໜຽວມຄີ ວາມຍາວ Lf = 5.48 ຊງຕແິ ມດ ດຸ່ ງ ນນ້ ອດຕາການເກດີ ຄວາມເຄຸ່ ງຄານວນໄດດ້ ຸ່ ງນ:ີ້ 138
ອີກຕວົ ຢຸ່ າງໜຸ່ ງຶ ຄ: ຖ້ານາແທຸ່ ງຫນີ ປູນມີຄວາມຍາວເລຸ່ ີມຕນົ້ L0 = 3.00 ຊງຕິແມດ ມາເຮດໃຫຫ້ ດົ ສນ້ ດວ້ ຍຄຸ່ າອດຕາການເກດີ ຄວາມເຄຸ່ ງຄງົ ທຸ່ ີ 10-5, s-1 ເມຸ່ ອເວລາຜຸ່ ານໄປ 5 ນາທີ ຈະໄດຄ້ ວາມຍາວທຸ່ ປີ ຸ່ ຽນໄປເທຸ່ າົ ໃດ ຄານວນໄດດ້ ຸ່ ງນ:ີ້ ຫີນປນູ ມຄີ ວາມຍາວປຸ່ ຽນໄປ 0.09 ມນິ ລແິ ມດ ຫຼ ຄວາມຍາວສຸດທາ້ ຍເມຸ່ ອເວລາຜຸ່ ານໄປ 5 ນາທີ ຄ 300 - 0.09 = 299.91 ມນິ ລິແມດ. ເມຸ່ ອໃຫອ້ ດຕາການເກດີ ຄວາມເຄຸ່ ງເປນ 10-5 ແມຸ່ ນເບຸ່ ງິ ເໝອນຈະຊາ້ ແຕຸ່ ເມຸ່ ອ ທຽບກບການເກດີ ພເູ ຂາົ ທຸ່ ວົ ໆ ໄປ ທຸ່ ີມຄີ ຸ່ າອດຕາການເກດີ ຄວາມເຄຸ່ ງປະມານ 0.1 ມນິ ລແິ ມດໃນລາ້ ນປີ ຫຼ ປະມານ 10-14 s-1 ຈະແຕກຕຸ່ າງກນຫຼາຍ ອດຕາການເກດີ ຄວາມເຄຸ່ ງຂອງພເູ ຂາົ ທຸ່ ວົ ໄປພບົ ລະຫວຸ່ າງ 10-13 ເຖງິ 10-15 s-1 ແຕຸ່ ທງນທີ້ ງນນ້ ຈະບຸ່ ເກດີ 10-18 s-1 ເພາະອາຍຸໂລກປະມານ 4,600 ລາ້ ນປີ. 2.3. ເສນ້ ໂຄງ້ ຄວາມເຄນ້ - ຄວາມເຄຸ່ ງ (Stress - Strain Curve) ເສນ້ ໂຄງ້ ຄວາມເຄນ້ - ຄວາມເຄຸ່ ງເປນແບບເສນ້ ສະແດງຄວາມສາພນລະຫວຸ່ າງຄວາມເຄນ້ ກບຄວາມເຄຸ່ ງ ທຸ່ ີ ໄດຈ້ າກການທດົ ສອບດວ້ ຍການໃຫແ້ ຮງ (ແຮງດງຶ , ແຮງອດ ຫຼ ແຮງຕດ) ແກຸ່ ແທຸ່ ງຫນີ ຕວົ ຢຸ່ າງ ແລະ ຂຽນລງົ ເທງິ ກຣາຟທຸ່ ແີ ກນຕງ້ ເປນຄຸ່ າຄວາມແຕກຕຸ່ າງທາງຄວາມເຄນ້ (differential stress) ນນ້ ຄ σd = σ1 - σ3 ແລະ ແກນ ນອນເປນຄຸ່ າຂອງການຫດົ ຫຼ ການຢດ (e, ������ = ∆L/L) ນນ້ ຄ ຄວາມເຄຸ່ ງ ດຸ່ ງຮູບທີ 3.25 ຈາກຮູບສມົ ມຸດເປນ ເສນ້ ແກຣຟຂອງການໃຫແ້ ຮງດງຶ ແທຸ່ ງຫີນຕວົ ຢຸ່ າງ ໂດຍທຸ່ ີເມຸ່ ອເລຸ່ ມີ ໃຫແ້ ຮງດງຶ ແທຸ່ ງຫນີ ຕວົ ຢຸ່ າງ ແທຸ່ ງຫນີ ຕວົ ຢຸ່ າງຈະ ຢດອອກ ຈນົ ເຖິງຈດຸ A ຈຸດນີເ້ ອີນ້ ວຸ່ າ “ຢີ ລ ສເຕຣງ (yield strength)” ຄວາມສາພນລະຫວຸ່ າງຄວາມເຄນ້ - ຄວາມເຄຸ່ ງ ຈາກຈຸດເລຸ່ ີມຕນົ້ ເຖິງຈດຸ A ຈະມີສດສຸ່ ວນຄງົ ທຸ່ ີ ແກຣຟເປນເສ້ນຊຸ່ ເປນໄປຕາມກົດຂອງຮຸ ກ (Hooke’s law) ແລະ ຈດຸ A ຖວຸ່ າເປນຈດຸ ທຸ່ ບີ ຸ່ ງົ ບອກພກິ ດຢດຢຸ່ ຸນ (elastic limit) ນນ້ ຄ ພາຍໃຕພ້ ກິ ດນີ້ ແທຸ່ ງ ຫີນຕວົ ຢຸ່ າງຈະສະແດງຄຸນລກສະນະແບບຢດຢຸ່ ຸນ (elastic behavior). ດຸ່ ງນນ້ , ຫາກຍຸດໃຫແ້ ຮງກະທບົ ແທຸ່ ງ ຫນີ ຕວົ ຢຸ່ າງຈະກບຄນສຸ່ ູສະພາບເດີມຄກບບຸ່ ເຄີຍຖກແຮງກະທບົ ມາກຸ່ ອນ, ແຕຸ່ ຖາ້ ຫາກເພຸ່ ມີ ແຮງກະທບົ ເກນີ ພກິ ດນີ້ ໄປແລວ້ ແທຸ່ ງຫນີ ຕວົ ຢຸ່ າງຈະປຸ່ ຽນລກສະນະຢຸ່ າງຖາວອນ ແລະ ຫນີ ທຸ່ ມີ ເີ ສນ້ ໂຄງ້ ຄວາມເຄນ້ - ຄວາມເຄຸ່ ງເກນີ ຈດຸ ຢີດເຕຣງອອກໄປຖວຸ່ າຫີນນນ້ ມີລກສະນະຂອງການປຸ່ ຽນລກສະນະແບບແພລດຕິກອີກດວ້ ຍ, ຄຸ່ າອດຕາສຸ່ ວນ ລະຫວຸ່ າງຄວາມເຄນ້ ຕຸ່ ຄວາມເຄຸ່ ງ ເຊຸ່ ງິ ເປນຄຸ່ າຄງົ ທຸ່ ີພາຍໃຕຈ້ ດຸ ສຸມຢດຢຸ່ ຸນໃນກລະນແີ ຮງດງຶ ຫຼ ແຮງອດ ເອີນ້ ວຸ່ າ ມ ເຈີເລີດຍດຫຍຸ່ ຸນ ຫຼ ເຢີງມເຈີເລີດ (elastic modulus or Young’s modulus). ສຸ່ ວນໃນກລະນອີ ອກແຮງ ຕດ ເອນີ້ ວຸ່ າ ມເຈເີ ລີດຕາ້ ນແຮງຕດ ຫຼ ຊນິ ມເຈເີ ລີດ (shear modulus)] ຈດຸ B ເປນຈດຸ ທຸ່ ສີ ະແດງຄວາມເຄນ້ ສູງສຸດ (ultimate strength) ເຊຸ່ ງິ ເປນຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ສງູ ສຸດທຸ່ ີແທຸ່ ງຫີນຕົວຢຸ່ າງຈະທນົ ໄດກ້ ຸ່ ອນທຸ່ ີຈະເກດີ ການ ວບິ ດ ຫຼ ອາດເກດີ ການວບິ ດພດີ ນຍິ າມ “ຄວາມແຂງແຮງ ຫຼ ກາລງຮບນາ້ ໜກ (strength)” ຂອງແທຸ່ ງຫີນຕົວ 139
ຢຸ່ າງ ຄ ຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ສງູ ສຸດທຸ່ ີ ຈດຸ B ສຸ່ ວນຈດຸ C ຄ “ຈດຸ ວບິ ດ (rupture point)” ເກດີ ໄດສ້ ະເພາະໃນກລະນທີ ຸ່ ີ ແທຸ່ ງຕວົ ຢຸ່ າງຍງບຸ່ ເກດີ ການວບິ ດທຸ່ ີຈດຸ B. ດຸ່ ງນນ້ , ຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ຈີ ດຸ C ເອີນ້ ວຸ່ າ “ຄວາມເຄນ້ ວບິ ດ (rupture strength)” ຮູບທີ 3.25 ແກຼຟສະແດງເສນ້ ໂຄງ້ ຄວາມເຄນ້ - ຄວາມເຄຸ່ ງ (stress - strain curve) ຂອງຫນີ ທຸ່ ຂີ ຽນຈາກ ຜົນຂອງການທດົ ສອບແທຸ່ ງຫີນຕວົ ຢຸ່ າງດວ້ ຍການໃຫແ້ ຮງກະທບົ ຫີນແຕຸ່ ລະຊະນດິ ຈະມເີ ສນ້ ໂຄງ້ ຄວາມເຄນ້ - ຄວາມເຄຸ່ ງແຕກຕຸ່ າງກນ ນນ້ ຄ ຄຸ່ າເຢງີ ສມເຈເີ ລີດ ຊນິ ມເຈເີ ລດີ ຄຸ່ າຄວາມແຂງແຮງຂອງຫີນ. ຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ວບິ ດ ແລະ ລກສະນະຂອງການປຸ່ ຽນລກສະນະແບບຍດຫຍຸ່ ຸນ ແລະ ແບບແພລດຕກິ ແຕກຕຸ່ າງກນ ເຊຸ່ ນ ຫນີ ທຸ່ ີແຂງຫຼາຍໆໄດແ້ ກຸ່ : ຫີນຂວດໄຊ້ ຫຼ ຫນີ ບະຊ້ ເນອ້ ແໜນ້ ອາດມຈີ ດຸ A, B ແລະ C ເປນຈດຸ ດຽວ ນນ້ ຄ ບຸ່ ມຄີ ຸນລກສະນະແບບແພລດຕກິ (ມສີ ະເພາະຄຸນລກສະນະຍດຫຍຸ່ ຸນພຽງປະການ ດຽວ ນະ ອຸນຫະພູມຫອ້ ງ) ຈຸ່ ງຶ ມີຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ສູງສຸດ (untimate stress) ຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ວບິ ດ (rupture stress) ແລະ ຢີນສເຕຣ໊ົດ (yield stress) ມຄີ ຸ່ າເທຸ່ າົ ກນ, ສຸ່ ວນຫີນທຸ່ ີແຂງປານກາງ - ນອ້ ຍ ເຊຸ່ ນ: ຫນີ ປນູ , ຫນີ ຊາຍ ຫຼ ຫນີ ດນິ ໜຽວ ອາດມຄີ ຸ່ າຂອງຈດຸ A, B ແລະ C ບຸ່ ເທຸ່ າົ ກນ. ດຸ່ ງນນ້ , ຫີນເຫຸ່ າຼົ ນມີ້ ທີ ງຄຸນລກສະນະຢດຢຸ່ ຸນ ແລະ ແພລດຕກິ ທຸ່ ີອຸນຫະພມູ ຫອ້ ງ ເປນຕນົ້ . ຮູບທີ 3.26 ເປນກຼາຟສະເກດ (sketch) ຄວາມເຄນ້ ແລະ ຄວາມເຄຸ່ ງທຸ່ ອີ າດຈະເກດີ ຂນຶ້ ໄດ,້ ເມຸ່ ອນາແທຸ່ ງ ຫີນຕວົ ຢຸ່ າງຊະນດິ ຕຸ່ າງໆມາທົດສອບດວ້ ຍການໃຫແ້ ຮງກະທບົ ເຊຸ່ ິງຖາ້ ຫີນມີຄຸນລກສະນະແບບຢດຢຸ່ ຸນສມົ ບູນ (perfect elastic property) ຄວາມສາພນຂອງຄວາມເຄນ້ ແລະ ຄວາມເຄຸ່ ງຈະເປນເສນ້ ຊຸ່ ຄວາມເຄຸ່ ງທຸ່ ີເກດີ ຂນຶ້ ຈະຫາຍໄປທນທີຫາກຄວາມເຄນ້ ໝດົ ໄປ ດຸ່ ງຮູບທີ 3.26 (ກ) ຫາກເພຸ່ ີມນາ້ ໜກຕຸ່ ໄປອກີ ເລຸ່ ອຍໆຫີນຈະປຸ່ ຽນ ລກສະນະແບບແພລດຕກິ ກຸ່ ອນເກດີ ການວບິ ດ ດຸ່ ງສະແດງໃນຮູບທີ 3.26 (ຂ) ການປຸ່ ຽນລກສະນະແບບແພລດ ຕິກບຸ່ ສາມາດເຮດໃຫຄ້ ນສຸ່ ູສະພາບເດີມ. ການເກີດສະພາວະຂອງແພລດຕກິ ຮູໄ້ ດຈ້ າກລກສະນະຄວາມຊນ (slope) ຂອງເສນ້ ກາຼ ຟຄວາມເຄນ້ ແລະ ຄວາມເຄຸ່ ງປຸ່ ຽນໄປ [ຮູບທີ 3.26 (ຂ) - (ງ)] ຈດຸ ທຸ່ ີເສນ້ ເລຸ່ ມີ ປຸ່ ຽນຄວາມ ຊນຄ ຂດີ ຈາກດຂອງຄຸນລກສະນະຍດຫຍຸ່ ຸນ (elastic limit) ແລະ ຈດຸ ນຈີ້ ະບອກເຖິງຄວາມແຂງແຮງຂອງຫີນ 140
ທຸ່ ີຍອມໃຫກ້ ານຍດຫຍຸ່ ຸນ (yield strength) ເກດີ ຂນຶ້ ໄດຫ້ ີນຈະມກີ ານປຸ່ ຽນລກສະນະແບບແພລດຕກິ ຫຼ ເກດີ ການວບິ ດ, ຖາ້ ຄວາມເຄນ້ ຫາຼ ຍກວຸ່ າຄຸ່ າຄວາມແຂງແຮງຂອງຫີນທຸ່ ີຍອມໃຫເ້ ກດີ ການຢດຢຸ່ ຸນນ.ີ້ ນອກຈາກນ,ີ້ ການ ປຸ່ ຽນລກສະນະແບບແພລດຕກິ ທຸ່ ີເກດີ ຂນຶ້ ຂອງຫີນພາຍຫງຼ ຈາກທຸ່ ຫີ ນີ ໄດຕ້ າ້ ນແຮງສງູ ສຸດມາແລວ້ ຫນີ ນນ້ ອາດສນູ ເສຍຄວາມສາມາດໃນການຕາ້ ນທານແຮງທຸ່ ຫີ າຼ ຍກະທບົ ຄ ຄວາມສາມາດຂອງຫນີ ທຸ່ ີຈະຕາ້ ນທານແຮງຕຸ່ ໆໄປຈະລດຸ ລງົ ເລອ້ ຍໆ ເອນີ້ ລກສະນະປາກດົ ເຊຸ່ ນນວີ້ ຸ່ າ “strain softening – ການຍອມໃຫເ້ ກດີ ຄວາມເຄຸ່ ງໄດງ້ ຸ່າຍຂນຶ້ ” [ຮູບ ທີ 3.26 (ຄ)], ໃນທາງກງົ ກນຂາ້ ມຫາກການປຸ່ ຽນລກສະນະແບບແພລດຕກິ ທຸ່ ີເກດີ ຂນຶ້ ຂອງຫນີ ພາຍຫງຼ ຈາກທຸ່ ຫີ ນີ ໄດຕ້ າ້ ນແຮງສູງສຸດມາແລວ້ ຫີນນນ້ ຍງຄງົ ສາມາດຕາ້ ນທານແຮງທຸ່ ີຫຼາຍລະທາທຸ່ ີເພຸ່ ີມຫຼາຍຂນຶ້ ໄດຈ້ ຸ່ ງຶ ຕອ້ ງເພຸ່ ີມແຮງ ກະທບົ ເພຸ່ ີມຂນຶ້ ອີກເລອ້ ຍໆ ເອນີ້ ລກສະນະປາກດົ ແບບນວີ້ ຸ່ າ “strain hardening – ການຕາ້ ນບຸ່ ໃຫເ້ ກດີ ຄວາມ ເຄຸ່ ງ” [ຮູບທີ 3.26 (ງ)]. ຮູບທີ 3.26 ຄວາມສາພນລະຫວຸ່ າງຄວາມເຄນ້ ກບຄວາມເຄຸ່ ງຈາກການທດົ ສອບແທຸ່ ງຫີນຕວົ ຢຸ່ າງ (ກ) ຫນີ ມຄີ ຸນ ລກສະນະຕາມກດົ ເກນຂອງຮຸກ ຄຸ່ າຄວາມລາດຊນຂອງກຣາຟເປນຄຸ່ າເຢງີ ສມົ ເຈເີ ລີດ (ຂ) ຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ມີ ຂີ ະໜ າດເກີນຂີດຈາກດຂອງຄຸນລກສະນະຢດຢຸ່ ຸນ ແລະ ເກີດຄວາມເຄຸ່ ງແບບແພລດຕກິ ແບບສມົ ບູນ (perfect plastic) (ຄ) ຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີມີຂະໜາດເກນີ ຂີດຈາກດຂອງຄຸນລກສະນະຢດຢຸ່ ຸນ ແລະ ເກີດຄວາມເຄຸ່ ງແບບ ແພລດຕກິ ໄປແລວ້ ແທຸ່ ງຫີນຍງຄງົ ປຸ່ ຽນລກສະນະຕຸ່ ໄປ ໂດຍຕອ້ ງຫລຸດຂະໜາດຂອງຄວາມເຄນ້ ກະທບົ ຕຸ່ ແທຸ່ ງ ຫີນຕວົ ຢຸ່ າງລງົ ເພຸ່ ອຮກສາອດຕາການເກດີ ຄວາມເຄຸ່ ງໃຫຄ້ ງົ ທຸ່ ຕີ ະຫອຼ ດການທດົ ສອບ ແລະ (ງ) ຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີມີ ຂະໜາດເກນີ ຂດີ ຈາກດຂອງຄຸນລກສະນະຢດຢຸ່ ຸນ ແລະ ເກດີ ຄວາມເຄຸ່ ງແບບແພລດຕກິ ໄປແລວ້ ແທຸ່ ງຫນີ ຕວົ 141
ຢຸ່ າງຍງຄງົ ປຸ່ ຽນລກສະນະຕຸ່ ໄປ ໂດຍຕອ້ ງເພຸ່ ີມຂະໜາດຄວາມເຄນ້ ກະທບົ ຕຸ່ ແທຸ່ ງຫນີ ຕວົ ຢຸ່ າງ ເພຸ່ ອຮກສາອດຕາ ການເກດີ ຄວາມເຄຸ່ ງໃຫຄ້ ງົ ທຸ່ ີຕະຫຼອດການທດົ ສອບ. ໃນການປຸ່ ຽນລກສະນະພາຍໃນຊຸ່ ວງຂອງສະພາບຢດຢຸ່ ຸນ (elastic limit) ຂອງຫີນ ເສນ້ ທາງເດນີ ຂອງການ ກບສຸ່ ູສະພາບເດີມຂອງຫີນ ເມຸ່ ອຄວາມເຄນ້ ຖກປົດປຸ່ ອຍອອກໄປ ເອີນ້ ວຸ່ າ “ຮດິ ເຕີຣີເສີດ ຫຼູບ (hysteresis loop)” ເຊຸ່ ງິ ອາດເປນເສນ້ ທຸ່ ີທບເສນ້ ເດີມ. [ຮູບທີ 3.27 (ກ)] ຫຼ ອາດເປນວງົ ອອ້ ມ [ຮູບທີ 3.27 (ຂ)] ຫີນສຸ່ ວນ ໃຫຍຸ່ ຈະສະແດງລກສະນະແບບວງົ ອອ້ ມ ນນ້ ຄ ຈະບຸ່ ທບເສນ້ ເດມີ ພດີ ຈະມກີ ານບຸ່ ຽງເບນຕຸ່ າງອອກໄປ. ຮູບທີ 3.27 ການປຸ່ ຽນລກສະນະຂອງຫີນເມຸ່ ອເພຸ່ ີມຄວາມເຄນ້ ແລະ ລຸດຄວາມເຄນ້ ແບບວງົ ອອ້ ມ ຫຼ ຮດິ ເຕີຣີ ເສີດຫຼູບ (hysteresis loop) (ກ) ວົງອອ້ ມແບບທບເສນ້ ເດີມ ເອີນ້ ວຸ່ າ ຫີນມລີ ກສະນະຍດຫຍຸ່ ຸນສມົ ບນູ (perfect elastic) (ຂ) ວງົ ອອ້ ມແບບບຸ່ ທບເສນ້ ເດີມ 2.4. ປດໄຈທຸ່ ມີ ຜີ ນົ ຕຸ່ ຄວາມແຮງຂອງຫນີ (Effects of Variation in Rock Strength) ປດໄຈທຸ່ ີມຜີ ນົ ຕຸ່ ຄວາມຄວາມແຂງແຮງຂອງຫນີ ຊະນດິ ໃດຊະນດິ ໜຸ່ ງຶ ປດໄຈເຫຸ່ າຼົ ນພີ້ າໃຫຄ້ ຸ່ າຄວາມແຂງແຮງ ຂອງຫນີ ນນ້ ແຕກຕຸ່ າງກນໄປ, ຫາກຫີນຢຸ່ ໃູ ນສະພາບທຸ່ ແີ ຕກຕຸ່ າງກນ ປດໄຈດຸ່ ງກຸ່ າວ ໄດແ້ ກຸ່ : 1). ປດໄຈພາຍໃນເນອ້ ຫນີ : ເປນປດໄຈທຸ່ ີປະກອບດວ້ ຍ ແຮຸ່ ອງົ ປະກອບພາຍໃນຫີນ ຄວາມບຸ່ ສມົ ບນູ ຂອງ ພກຶ ແຮຸ່ , ຮອຍແຕກຂະໜາດນອ້ ຍ (microcracks), ຮອຍແຕກເດມີ (preexisting fractures), ທຸ່ ເີ ຊຸ່ ງິ ເປນ ແນວຮອຍແຕກເດມີ ແຕຸ່ ມກີ ານເຊຸ່ ອມປະສານໃໝຸ່ ຫຼ ແນວທຸ່ ສີ ະແດງຄວາມບຸ່ ສມົ ບູນຂອງການຢຶດໜຸ່ ຽວ ເຮດໃຫ້ ຄວາມແຂງແຮງຂອງຫີນລຸດລງົ ຫີນອາດແຕກຕາມແນວແຕກເດມີ . 2). ປດໄຈພາຍນອກ ໄດແ້ ກຸ່ : ກ). ຄວາມດນອອ້ ມຂາ້ ງ (confining pressure): ຫີນຈະມີຄວາມແຂງແຮງຫຼາຍຂຶນ້ ຖາ້ ຄຸ່ າຄວາມດນ ອອ້ ມຂາ້ ງເພຸ່ ມີ ດຸ່ ງຮູບທີ 3.28 (ກ) ຂ). ອຸ ນຫະພູມ (temperature): ຫນິ ມຄີ ວາມແຂງແຮງນອ້ ຍ ພອ້ ມກບຄຸ່ າຄວາມເປນແພລດຕກິ ຫຼາຍຂນຶ້ ຖາ້ ມອີ ຸນຫະພູມສງູ ຂນຶ້ ດຸ່ ງຮູບທີ 3.28 (ຂ) ຄ). ຄວາມດນຂອງຂອງແຫຼວ (pore fluid pressure): ຫີນມຄີ ຸ່ າຄວາມແຂງແຮງລຸດລງົ , ຖາ້ ມຄີ ຸ່ າຂອງ ຄວາມດນຂອງຂອງແຫຼວເພຸ່ ມີ ຂນຶ້ ດຸ່ ງຮູບທີ 3.28 (ຄ) ງ). ອດຕາໄວຂອງຄວາມເຄຸ່ ງທຸ່ ເີ ກດີ ຂຶນ້ (strain rate): ຫນິ ຈະມຄີ ຸນລກສະນະຢດຢຸ່ ຸນນອ້ ຍລງົ ແຕຸ່ ມຄີ ຸນ ລກສະນະເປນແພລດຕກິ ຫາຼ ຍຂນຶ້ , ຫາກການທດົ ລອງການດົ ໃຫອ້ ດຕາການເກດີ ຄວາມເຄຸ່ ງຊາ້ ດຸ່ ງຮູບທີ 3.28 (ງ) 142
ຮູບທີ 3.28 ກຼາຟຈາລອງຄວາມເຄນ້ ແລະ ຄວາມເຄຸ່ ງຂອງຫີນ (ກ) ເມຸ່ ອທົດສອບໃນສະພາບທຸ່ ີປະລມິ ານ ຄວາມດນອອ້ ມຂາ້ ງປະລມິ ານບຸ່ ເທຸ່ າົ ກນ (ຂ) ເມຸ່ ອທດົ ສອບໃນສະພາວະທຸ່ ມີ ອີ ຸນຫະພູມບຸ່ ເທຸ່ າົ ກນ (ຄ) ເມຸ່ ອທດົ ສອບດວ້ ຍການຍອມໃຫປ້ ະລມິ ານຄວາມດນນາ້ ເກດີ ຂນຶ້ ທຸ່ ີແທຸ່ ງຕວົ ຢຸ່ າງບຸ່ ເທຸ່ າົ ກນ (ງ) ເມຸ່ ອທດົ ສອບໃນສະພາວະ ທຸ່ ກີ າໜດົ ໃຫປ້ ະລມິ ານອດຕາການເກດີ ຄວາມເຄຸ່ ງປະລມິ ານບຸ່ ເທຸ່ າົ ກນ 2.5. ການໄຫຢຼ ຸ່ າງຊາ້ ໆຂອງຫນີ (Creep of Rock) ຫນີ ຈະມຄີ ວາມແຂງແຮງລຸດລງົ ຫາກຫນີ ນນ້ ຮບນາ້ ໜກໄວເ້ ປນເວລາດນົ ໆ (ດນົ ໃນທຸ່ ີນໝີ້ າຍເຖິງເວລາທາງ ທລະນວີ ທິ ະຍາທຸ່ ກີ ຸ່ າວເຖິງເວລາເປນລາ້ ນປ,ີ Ma) ເພາະເກດີ ຄວາມລາ້ ຊາ້ ແລະ ເກດີ ການໄຫຼຢຸ່ າງຊາ້ ໆ ນຍິ ມົ ເອີນ້ ທບສບວຸ່ າ “ຄຣີບ (creep)” ເວາົ້ ອີກໃນໜຸ່ ງຶ ຢຸ່ າງຄ ຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ຫີ ຼາຍກະທບົ ຕຸ່ ຫີນນນ້ , ມຂີ ະໜາດຕຸ່ າກວຸ່ າຂະໜ າດຂອງຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ເີ ຮດໃຫຫ້ ີນນນ້ ວບິ ດ (rupture strength) ຈຸ່ ງຶ ບຸ່ ເຮດໃຫເ້ ກດີ ການວບິ ດໂດຍການແຕກ ແຕຸ່ ຈະເຮດໃຫເ້ ກດີ ການປຸ່ ຽນລກສະນະຢຸ່ າງຖາວອນ (permanent deformation) ແບບການໄຫຢຼ ຸ່ າງຊາ້ ໆ ພາຍໃຕ້ ຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີກະທບົ ຕະຫອຼ ດເວລານນ້ ຄ ເປນການປຸ່ ຽນລກສະນະແບບຖາວອນທຸ່ ີກຸ່ ຽວຂອ້ ງກບເວລາ ເຊຸ່ ງິ ການໄຫຼ ຢຸ່ າງຊາ້ ຫຼ ການຄຣີບເກດີ ໄດໃ້ ນ 3 ລກສະນະ (ຮູບທີ 3.29) ຄ: 1) ຄຣີບຂ້ນ 1 (primary creep): ເປນການປຸ່ ຽນລກສະນະແບບເຄຸ່ ງິ ຍດຫຍຸ່ ຸນ ຫຼ ເຄຸ່ ງິ ຂອງໄຫຼ 2) ຄຣີບຂນ້ 3 (secondary (plastic) creep): ເປນການປຸ່ ຽນລກສະນະແບບຂອງໄຫຼ (viscosity) ດວ້ ຍອດຕາຄອ້ ນຂາ້ ງຄງົ ທຸ່ ີ. 3) ຄຣີບຂນ້ 3 (tertiary (viscous) creep): ເປນການປຸ່ ຽນລກສະນະແບບການໄຫໂຼ ດຍຈະມອີ ດຕາ ການໄຫເຼ ພຸ່ ີມຂນຶ້ ແລະ ພອ້ ມຈະວບິ ດ ຫຼ ວບິ ດ. 143
ຮູບທີ 3.29 ກາຼ ຟສະແດງແກນຂອງຄຸ່ າຄວາມເຄຸ່ ງ ແລະ ເວລາ ພອ້ ມການໄຫຼຢຸ່ າງຊາ້ ໆ ຫຼ ການຄຣີບສາມຊຸ່ ວງ ປະກອບດວ້ ຍ ຄຣີບຂນ້ 1 (primary creep), ຄຣີບຂນ້ 2 (secondary (plastic) creep) ແລະ ຄຣບີ ຂນ້ 3 (tertiary (viscous) creep) ການຄຣີບເກດີ ເມຸ່ ອວດຖຸຖກກະທບົ ໂດຍຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ມີ ປີ ະລມິ ານຄົງ ທຸ່ ີໃນເວລາດນົ ແລະ ຄວາມເຄນ້ ນນ້ ມຂີ ະໜາດຕຸ່ າກວຸ່ າຂະໜາດຂອງຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ເີ ຮດໃຫຫ້ ນີ ນນ້ ວບິ ດ 3. ການວດຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ໃນສະຫນາມ (Measuring Stress in a Field ) 3.1. ການວດຄວາມເຄນ້ ປດຈບຸ ນ (Neostress Measurement) ການວດຫາຄວາມເຄນ້ ໂດຍກງົ ໃນສະຫນາມເຮດໄດຫ້ ຍຸງ້ ຍາກກວຸ່ າການວດຫາຄຸ່ າຄວາມເຄຸ່ ງ ດຸ່ ງນນ້ ໃນ ສະຫນາມຈະນຍິ ມົ ວດຄວາມເຄຸ່ ງ. ຈາກນນ້ ຈຸ່ ງຶ ແປງເປນຄວາມເຄນ້ ໂດຍອາໄສຄວາມສາພນຂອງຄວາມເຄນ້ ແລະ ຄວາມເຄຸ່ ງຕາມກດົ ເກນຂອງຮຸກ ນນ້ ຄ ຫາກຮູຄ້ ວາມເຄຸ່ ງແລວ້ ຄວນສາມາດຮູຄ້ ວາມເຄນ້ ໄດໂ້ ດຍທຽບຄວາມສາພນ ແບບເສນ້ ຊຸ່ (linear relationship) ວທິ ີວດຄວາມເຄນ້ ໃນສະຫນາມ ໄດແ້ ກຸ່ : ການວດເສ້ນອອ້ ມວົງຂອງຂຸ ມເຈາະ (Borehole Breakouts): ເຊຸ່ ງິ ເສນ້ ອອ້ ມວງົ ຂອງຂຸ ມເຈາະ ທຸ່ ີ ສະແດງດວ້ ຍການແຕກອນເປນຜົນຈາກຄວາມເຄນ້ ບຸ່ ຽງເບນ (deviatoric stress) ທຸ່ ເີ ຊຸ່ ງິ ມປີ ະລມິ ານບຸ່ ເທຸ່ າົ ກນ ຈະສະແດງເສນ້ ອອ້ ມວງົ ເປນວງົ ຮີ (ຮູບທຸ່ ີ 3.30) ວດໂດຍເຄຸ່ ອງມວດເສນ້ ອອ້ ມວງົ (caliper – ແຄ′ເລີເພອນົ ) ແກນຍາວຂອງວງົ ຮີສະແດງທດິ ທາງຂອງ ຄວາມເຄນ້ ຫກຼ ແບບອດຄຸ່ ານອ້ ຍ (minimum compress stress) ທຸ່ ີ ກະທົບກບຂຸ ມເຈາະແກນສນ້ ຂອງວົງຮີສະແດງທິດທາງຂອງຄວາມເຄນ້ ຫຼກແບບອດຄຸ່ າຫຼາຍ (maximum compressive stress). ດຸ່ ງນນ້ , ທດິ ທາງການວາງຕວົ ຂອງແກນຄວາມເຄນ້ ຫກຼ ຈຸ່ ງຶ ຊອກຫາໄດຈ້ າກການວດເສນ້ ອອ້ ມວງົ ຂອງຂຸມເຈາະ ແລະ ຂຸມເຈາະຈະຕອ້ ງວາງຕວົ ແນວດຸ່ ງິ ມລີ ກສະນະຂອງຄວາມເຄນ້ ເປນໄປຕາມສມົ ມຸດຕິ ຖານຂອງແອນເດີເຊີນ (Anderson assumption – ຄວາມເຄນ້ ຕດທຸ່ ີພນ້ ຜິວໂລກເປນສູນ. ດຸ່ ງນນ້ , ຄວາມເຄນ້ ຫກຼ ຈະໄດເ້ ປນແນວດຸ່ ງິ ຕງ້ ສາກກບພນ້ ຜວິ ໂລກ ແລະ ເມຸ່ ອມແີ ຮງແນວດຸ່ ງິ ຈະມແີ ຮງແນວນອນສອງທດິ ທາງກະທບົ ຕງ້ ສາກເຊຸ່ ງິ ກນ ແລະ ກນ ແລະ ຕງ້ ສາກກບແຮງແນວດຸ່ ງິ ) ການວດຈຸ່ ງຶ ວດລະນາບທຸ່ ຕີ ງ້ ສາກກບຂຸມເຈາະ. ການວດດວ້ ຍວິທໂີ ອເວຸ່ ີຣຄຣຸ່ ິງ (Overcoring Test): ວທິ ີການນອີ້ າໄສຫກຼ “strain relaxation – ສເຕ ຣນ′ ຣແີ ລກເຊ′ເຊີນ” ນນ້ ຄ ແຍກມວນຫນີ ອອກມາຈາກມວນລວມທງໝດົ ແລະ ກວດວດການປບສະພາບຂອງ 144
ມວນຫນີ ເພຸ່ ອປບສມົ ດຸນ (re - equilibrium) ເຊຸ່ ງິ ເປນການເຈາະເກບແທຸ່ ງຕວົ ຢຸ່ າງດວ້ ຍຫວົ ເຈາະຂະໜາດນ້ອຍ ເຂາົ້ ໄປໃນມວນຫີນຕວົ ຢຸ່ າງ ພອ້ ມກບການຕດິ ເຄຸ່ ອງວດແທກຄວາມເຄຸ່ ງ (strain gauge - ສເຕຣນ ເກດ) ຈາກ ນນ້ ເຈາະຄອບດວ້ ຍຫວົ ເຈາະຂະໜາດໃຫຍຸ່ ກວຸ່ າ ເພຸ່ ອນາແທຸ່ ງຕວົ ຢຸ່ າງອອກມາມາຈາກຂຸ ມເຈາະ ບນທກຶ ການປຸ່ ຽນ ລກສະນະແທຸ່ ງຕົວຢຸ່ າງໃນຂຸມ ແລະ ອອກມາຈາກຂຸມ ເຊຸ່ ິງແທຸ່ ງຕວົ ຢຸ່ າງເມຸ່ ອອອກມາຈາກຂຸມ ຈະມກີ ານປຸ່ ຽນ ລກສະນະລກສະນະເນຸ່ ອງຈາກນາ້ ໜກກດົ ທບຫາຍໄປ ແທຸ່ ງຕວົ ຢຸ່ າງບາງສຸ່ ວນ ຈະຖກນາໄປວເິ ຄາະຫາຄຸ່ າເຢງີ ສມເຈີ ເລີດ ແລະ ພວົ ຊອງສເຣໂຊຈຸ່ ງຶ ຈະສາມາດຄານວນຫາຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ກີ ະທບົ ທຸ່ ີຕາແໜຸ່ ງຂອງແທຸ່ ງຕົວຢຸ່ າງທຸ່ ີເກບຈາກ ສະຫນາມ. ຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ີໄດເ້ ປນຄຸ່ າສະເພາະໃນພນ້ ທຸ່ ີໃດພນ້ ທຸ່ ີໜຸ່ ງຶ (local stress) ການຂະຫຍາຍຂອງແທຸ່ ງ ຕວົ ຢຸ່ າງ ມກຂະຫຍາຍອອກໃນທດິ ທາງຄວາມເຄນ້ ຫກຼ ຄຸ່ າຫຼາຍແນວນອນ. ຮູບທີ 3.30 ເສນ້ ອອ້ ມວງົ ຂອງຂຸ ມເຈາະ ກລະນີທຸ່ ີສະພາບໃຕຜ້ ິວດິນມີຄວາມເຄນ້ ບຸ່ ຽງເບນ (deviatoric stress) ປະລິມານເທຸ່ ົາກນກນທຸກທດິ ທາງ ຈະໄດວ້ ງົ ມນົ ແຕຸ່ ຫາກມປີ ະລມິ ານບຸ່ ເທຸ່ າົ ກນຈະໄດເ້ ສນ້ ອອ້ ມວງົ ຄາ້ ຍວງົ ຮີ ການວດໂດຍວທິ ີອດນາ້ (Leakoff Testing): ວທິ ີການນີ້ ວດໂດຍການເຈາະຂຸມ ໃນຕາແໜຸ່ ງທຸ່ ີຕອ້ ງການ ວດ, ຈາກນນ້ ຈະອດຂຸມໃນຊຸ່ ວງທຸ່ ີຕອ້ ງການວດ, ອດນາ້ ລງົ ໄປເມຸ່ ອນາ້ ທຸ່ ີອດມຄີ ຸ່ າແຮງດນເກນີ ກວຸ່ າຄຸ່ າຄວາມເຄນ້ ປະ ສດິ ທຜິ ນົ ຄຸ່ ານອ້ ຍ (effective σ3) ເຊຸ່ ງິ ຄວາມເຄນ້ ປະສດິ ທຜິ ນົ ຄຸ່ ານອ້ ຍຈະເປນແບບຢດ (tensile) ເຮດໃຫຮ້ ອຍ ແຕກເປີດອອກ. ວທິ ີການນໃີ້ ຊຫ້ າປະລມິ ານ (magnitude) ແລະ ທດິ ທາງຂອງ σ3 ໄດຈ້ າກການສາ້ ງຮອຍແຕກ (ລະນາບແຕກຕງ້ ສາກກບ σ3). ການວເິ ຄາະຈາກຜົນຂອງແຜຸ່ ນດິນໄຫວ (Earthquake Focal Mechanisms): ວທິ ີການນເີ້ ປນການວິ ເຄາະຈາກຄນ້ ອດ (compression) ແລະ ຂະຫຍາຍ (extension) ທຸ່ ເີ ກດີ ຈາກການເລຸ່ ອນ ທຸ່ ີເກດີ ຂນຶ້ ໂດຍການ ປົດປຸ່ ອຍຄວາມເຄຸ່ ງ ເຊຸ່ ງິ ແກນຂອງຄນ້ ອດເປນແນວຂອງ σ1 ສຸ່ ວນຄນ້ ຂະຫຍາຍເປນແນວຂອງ σ3 ການອຸ່ ານຈາກແຜນທຸ່ ສີ ະແດງທດິ ທາງຄວາມເຄນ້ ຫກຼ ຂອງໂລກ (World Stress Map): ແຜນທຸ່ ສີ ະແດງ ທດິ ທາງຄວາມເຄນ້ ຫກຼ ຂອງໂລກ (ຮູບທີ 3.31) ເປນການລວບລວມຂມ້ ນູ ທຸ່ ມີ ກີ ານວເິ ຄາະຄວາມເຄນ້ ທຸ່ ຕີ າແໜຸ່ ງ ຕຸ່ າງໆໂດຍວທິ ີການຂາ້ ງເທິງ ແລວ້ ຈຸ່ ງຶ ນາມາຂຽນລງົ ໃນແຜນທຸ່ ີສະແດງທິດທາງຄວາມເຄນ້ ຫກຼ ປດຈບຸ ນທຸ່ ກີ ະທບົ ແຜຸ່ ນເປອກໂລກ. 145
Search
Read the Text Version
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- 67
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- 79
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- 85
- 86
- 87
- 88
- 89
- 90
- 91
- 92
- 93
- 94
- 95
- 96
- 97
- 98
- 99
- 100
- 101
- 102
- 103
- 104
- 105
- 106
- 107
- 108
- 109
- 110
- 111
- 112
- 113
- 114
- 115
- 116
- 117
- 118
- 119
- 120
- 121
- 122
- 123
- 124
- 125
- 126
- 127
- 128
- 129
- 130
- 131
- 132
- 133
- 134
- 135
- 136
- 137
- 138
- 139
- 140
- 141
- 142
- 143
- 144
- 145
- 146
- 147
- 148
- 149
- 150
- 151
- 152
- 153
- 154
- 155
- 156
- 157
- 158
- 159
- 160
- 161
- 162
- 163
- 164
- 165
- 166
- 167
- 168
- 169
- 170
- 171
- 172
- 173
- 174
- 175
- 176
- 177
- 178
- 179
- 180
- 181
- 182
- 183
- 184
- 185
- 186
- 187
- 188
- 189
- 190
- 191
- 192
- 193
- 194
- 195
- 196
- 197
- 198
- 199
- 200
- 201
- 202
- 203
- 204
- 205
- 206
- 207
- 208
- 209
- 210
- 211
- 212
- 213
- 214
- 215
- 216
- 217