Sessie 5: Rock Around the Clock I - Faculteit Geowetenschappen ...

Betekenis van σ 1 , σ 2 en σ 3.
Bij opgave 5.3 zijn we uitgegaan van de maximale en minimale hoofdspanning in 2
dimensies, σ 1 en σ 2 . In drie-dimensionale ruimte gebruiken we σ 1 , σ 2 en σ 3 . Dit zijn
dan de maximale, intermediaire en minimale hoofdspanning in een punt. Stel je
hierbij een zeer kleine kubus voor die zo georiënteerd is dat de op geen van de
vlakken een schuif-spanning staat.
Voor een blokje gesteente op grote diepte kun je de verticale hoofdspanning
bepalen door te kijken naar het gewicht van de stapel gesteenten die op dit blokje
rust. Omdat zo’n blokje niet gemakkelijk opzij “weg” kan ontstaat in die zijwaartse
richtingen een hoofdspanning die ruwweg gelijk is aan de verticale. Dit is de “druk”
of “confining pressure” (vergelijk met de druk die je voelt als je diep onderwater
zwemt). Als σ 1 = σ 2 = σ 3 dan kan een gesteente alleen van volume veranderen,
maar niet van vorm.
Maar omdat er meestal ook nog krachten in de aardkorst spelen, bijvoorbeeld in
relatie tot plaattektoniek, zullen σ 1 , σ 2 en σ 3 vrijwel altijd enigszins verschillend zijn.
Het is het verschil tussen de maximale en minimale hoofdspanning, σ 1 - σ 3 , wat
uiteindelijk bepaald of en hoe een gesteente deformeert.
De verticale hoofdspanning (σ 1 ) kan worden bepaald m.b.v.:
σ 1 = ρ g h
waarbij
ρ = dichtheid van de overliggende stenen
h = diepte van het reservoir
g = zwaartekrachtversnelling
Rock Around the Clock I 19