Die mechanische Spannung σ ist ein Begriff aus der Festigkeitslehre, einem Teilgebiet der technischen Mechanik. Sie ist die Kraft pro Flächeneinheit, die in einer gedachten Schnittfläche durch einen Festkörper, eine Flüssigkeit oder ein Gas wirkt. Allgemein ist die Spannung σ (engl. stress, fr. contrainte) der Betrag der Kraft F (engl. force) pro Flächeninhalt A (engl. area):
Die mechanische Spannung hat dieselbe physikalische Dimension wie der Druck, nämlich Kraft je Fläche. Der Druck stellt als Skalar einen Spezialfall der mechanischen Spannung dar. Von Druck sollte nur in Flüssigkeiten und Gasen gesprochen werden
In festen Körpern besteht die Spannung aus den Normalspannungen (Druck- bzw. Zugspannung), die senkrecht (normal) auf die gedachte Schnittfläche wirken und den Scherspannungen, die als Scherkräfte auf die gedachte Schnittfläche wirken. Mathematisch wird die Spannung durch einen Tensor (Tensor = Spannung) beschrieben, der bei geeigneter Ortintierung der Koordinaten durch seine Hauptkomponenten (Hauptspannungen) dargestellt werden kann.
Da die Spannung von Ort zu Ort variiert, spricht man zusammenfassend auch von einem Spannungsfeld.
Als Maßeinheit für den Druck sind in der Praxis das Pascal bzw. Newton pro Quadratmeter (1 Pa = 1 N m-2) sowie das davon abgeleitete Megapascal bzw. Newton pro Quadratmillimeter (1 MPa = 106 Pa = 1 N/mm2) üblich.
Barton CA, Zoback MD, Burns KL. : In-situ stress orientation and magnitude at the Fenton Hill geothermal site, New Mexico, determined from wellbore breakouts. In: Geophysical Research Letters. Nummer 15 (5) (1988), S. 467-470
Barton, C.A., Hickman, S., Morin, R.H., Zoback, M.D., Finkbeiner, T., Sass, J. and Benoit, D. : Fracture permeability and its relationship to in-situ stress in the Dixie Valley, Nevada, geothermal reservoir. In: USGS Staff -- Published Research. Paper 359. digitalcommons.unl.edu/usgsstaffpub/359 (1997)
Heidbach, O., Tingay, M., Barth, A., Reinecker, J., Kurfeß, D., Müller, B.: Global crustal stress pattern based on the World Stress Map database release 2008. In: Tectonophysics Nummer 483 (1-4) (2008), S. 3-15
Homuth, B., G. Rümpker, H. Deckert, M. Kracht : Seismicity of the northern Upper Rhine Graben – Constraints on the present-day stress field from focal mechanisms. In: Tectonophysics Nummer 632:8-20, dx.doi.org/10.1016/j.tecto.2014.05.037 (2014)
Jörg Meixner, Eva Schill, Emmanuel Gaucher, Thomas Kohl: nferring the in situ stress regime in deep sediments: an example from the Bruchsal geothermal site. In: Geoth. Energy Nummer 2 (2014)
Klapperer S, Moeck I, Norden B. : Regional 3D geological modeling and stress field analysis at the CO2 storage site of Ketzin, Germany. In: GRC Transactions Nummer 35 (2011), S. 41-423
Lunggren, C., Chang, Y., Janson, T., Christiansson, R. : An overview of rock stress measurement methods. In: Journal of Rock Mech & Mining Sci., Nummer 40 (2003), S. 975-989
Marotta, A. M., Bayer, U., Thybo, H., and Scheck, M: Origin of the regional stress in the North German basin: results from numerical modeling,. In: Tectonophysics, Nummer 360 (2002), S. 245-264
Moeck I, Schandelmeier H, Holl HG. : The stress regime in Rotliegend reservoir of the Northeast German Basin. In: Int J Earth Sci (Geol Rundsch). Nummer 98(7): (2009), S. 1643-1654
Peska, P., Zoback, M., D.: Compressive and tensile faillure of inclined well bores and determination of in-situ stress and rock strength. In: J. of Geoph. Res. -Solid Earth Nummer 100 (B7) (1995), S. 12791-12811
Reinecker, J., Tingay, M., Müller, B., and Heidbach, O.: Present- day stress orientation in the Molasse Basin. In: Tectonophysics Nummer 482 (2010), S. 129-138
Röckel, T. and Lempp, C: Spannungszustand im Norddeutschen Becken. In: Erdöl Erdgas Kohle, Nummer 119 (2003), S. 73-80
Seithel, R.: Charakterisierung tektonischer Spannungen für ein Geothermieprojekt in der süddeutschen Molasse. M-3. Interne Schriftenreihe Institut für Angewandte Geowissenschaften Fachbereich Geothermie, edited by: Kohl, T.,, 2013
Terzaghi, K. : Die Berechnung der Durchlässigkeitsziffer des Tones aus dem Verlauf der hydrodynamischen Spannungserscheinungen. In: Sitzungsberichte Akad. Wiss. Wien, Nummer 132 (1923), S. 125-138
Zoback, K., L.: First- and second.order patterns of stress in the lithosphere: The World Stress Map. In: J. of Geoph. Res. Nummer 97 (B8) (1992), S. 11703-11728
Zoback, K., L.: First- and second.order patterns of stress in the lithosphere: The World Stress Map. In: J. of Geoph. Res. Nummer 97 (B8) (1992), S. 11703-11728
Zoback. M., D., Barton, C., A., Brudy, M., Castillo, D., S., Finkbeiner, T., Grollimund, B., R., Moos. D., B., Peska, P., Ward, C., D., Wiprut, D., J.: Determination of stress orientation and magnitude in deep wells. In: Int. J. of Rock Mech. and Mining Science Nummer 40 (2003), S. 1049-1076
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