剪切速率、斷面粗糙度、正應(yīng)力對(duì)粘滑行為影響的試驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-07 13:18
地震是地球表層或表層下的振動(dòng)所造成的地面震動(dòng),地震以其非凡的力量,在改造地球面貌的同時(shí)也給人類的生產(chǎn)、生活帶來(lái)了深重的災(zāi)難(特別是淺源地震)。然而,關(guān)于地震的成因長(zhǎng)久以來(lái)未得到科學(xué)的解釋,從現(xiàn)代力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看地震緣自于巖層的突然失穩(wěn)。粘滑這種原本用于描述金屬摩擦非平穩(wěn)滑動(dòng)的現(xiàn)象,自上世紀(jì)60年代被作為淺源地震的機(jī)理而提出以后,便引起了研究者們的極大興趣,并在解釋地震現(xiàn)象方面取得了極大的成功。正如準(zhǔn)周期的室內(nèi)粘滑現(xiàn)象一樣,自然界的構(gòu)造地震也常常重復(fù)的在同一斷層上產(chǎn)生,然而在這些活斷層的漫長(zhǎng)演化歷史中,它們往往會(huì)經(jīng)歷變化的加載條件,例如,變化的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)速率,變化的地應(yīng)力條件,而斷層本身的摩擦特性也會(huì)發(fā)生變化。探究這些內(nèi)外變化的條件如何影響斷層的運(yùn)動(dòng)模式、地震的間隔、地震的應(yīng)力降等,對(duì)于地震長(zhǎng)期預(yù)報(bào)和工程抗震都意義重大。在本文中,作者通過三種斷層粗糙度下的剪切速率及正應(yīng)力階梯加載直剪試驗(yàn),調(diào)查了剪切速率、粗糙度及正應(yīng)力水平對(duì)于粘滑的影響,試驗(yàn)表明:(1)剪切速率是影響粘滑時(shí)間間隔的一個(gè)重要參數(shù),一般而言,粘滑的產(chǎn)生間隔會(huì)隨著剪切速率的增加而減小,它們之間的關(guān)系可以通過一個(gè)冪指數(shù)關(guān)系來(lái)擬合。同...
【文章來(lái)源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
彈性回跳模型
顛簸式剪切滑動(dòng)
1緒論5圖1.3一些巖石的摩擦強(qiáng)度與正應(yīng)力的關(guān)系曲線[30]。Fig.1.3Frictionalstrengthforawidevarietyofrocksplottedasafunctionofnormalload.當(dāng)>200MPa時(shí),=50+0.6n;當(dāng)<200MPa時(shí),=0.85n。由于在孕震斷層埋深度范圍內(nèi),斷層的巖性對(duì)于摩擦的影響已經(jīng)較小,因而,Byerlee定律可以對(duì)自然界斷層的摩擦強(qiáng)度進(jìn)行粗略的估計(jì)。但是,進(jìn)一步的研究表明,巖石或斷層在滑動(dòng)時(shí)常常會(huì)表現(xiàn)出復(fù)雜的動(dòng)態(tài)演化過程,這些現(xiàn)象是Byerlee定律不能描述與表達(dá)的,因而,地球物理學(xué)界期待更加精細(xì)的摩擦本構(gòu)關(guān)系。②速率-狀態(tài)摩擦本構(gòu)關(guān)系依托上個(gè)世紀(jì)70-80年代的滑動(dòng)-靜止-滑動(dòng)(Slide-hold-slide)試驗(yàn)以及剪切速率階梯(velocitystepping)試驗(yàn),地球物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了滑動(dòng)摩擦對(duì)于滑動(dòng)速率[31]、靜摩擦對(duì)于靜止接觸時(shí)間(holdtime)的依賴性[32]以及摩擦系數(shù)復(fù)雜的演化現(xiàn)象,圖1.4展示的便是典型的試驗(yàn)結(jié)果。這些試驗(yàn)現(xiàn)象十分有趣,卻又是經(jīng)典摩擦理論難以解釋的[2],因而,需要全新的本構(gòu)關(guān)系來(lái)描述。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于粘滑理論的斷層沖擊地壓發(fā)生機(jī)理研究[J]. 張寧博,歐陽(yáng)振華,趙善坤,李宏艷,鄧志剛. 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2016(S2)
[2]彈性回跳模型:從經(jīng)典走向未來(lái)[J]. 劉力強(qiáng). 地震地質(zhì). 2014(03)
[3]PDC鉆頭粘滑振動(dòng)機(jī)理分析[J]. 祝效華,湯歷平,孟蘋蘋,王鵬,王玉. 石油礦場(chǎng)機(jī)械. 2012(04)
[4]輪廓儀觸針引起的測(cè)量誤差分析[J]. 曹歡玲,宋源普,張雪芬. 工業(yè)計(jì)量. 2012(S1)
[5]煤體粘滑沖擊的發(fā)生條件及動(dòng)力學(xué)分析[J]. 閆永敢,馮國(guó)瑞,翟英達(dá),康立勛. 煤炭學(xué)報(bào). 2010(S1)
[6]基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論斷層破裂與強(qiáng)震物理過程的若干問題[J]. 馬勝利,劉力強(qiáng),馬瑾,巴晶,王凱英,扈小燕. 地學(xué)前緣. 2003(S1)
[7]車輛輪對(duì)的粘滑振動(dòng)分析[J]. 張立民. 西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 1999(03)
[8]沖擊地壓粘滑失穩(wěn)機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 齊慶新,史元偉,劉天泉. 煤炭學(xué)報(bào). 1997(02)
[9]斷層幾何結(jié)構(gòu)與物理場(chǎng)的演化及失穩(wěn)特征[J]. 馬瑾,馬勝利,劉力強(qiáng),鄧志輝,馬文濤,劉天昌. 地震學(xué)報(bào). 1996(02)
博士論文
[1]斷層失穩(wěn)滑動(dòng)瞬態(tài)過程的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)與分析[D]. 郭玲莉.中國(guó)地震局地質(zhì)研究所 2013
[2]曳引電梯系統(tǒng)動(dòng)態(tài)理論及動(dòng)力學(xué)參數(shù)優(yōu)化方法研究[D]. 剛憲約.浙江大學(xué) 2005
本文編號(hào):3216648
【文章來(lái)源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
彈性回跳模型
顛簸式剪切滑動(dòng)
1緒論5圖1.3一些巖石的摩擦強(qiáng)度與正應(yīng)力的關(guān)系曲線[30]。Fig.1.3Frictionalstrengthforawidevarietyofrocksplottedasafunctionofnormalload.當(dāng)>200MPa時(shí),=50+0.6n;當(dāng)<200MPa時(shí),=0.85n。由于在孕震斷層埋深度范圍內(nèi),斷層的巖性對(duì)于摩擦的影響已經(jīng)較小,因而,Byerlee定律可以對(duì)自然界斷層的摩擦強(qiáng)度進(jìn)行粗略的估計(jì)。但是,進(jìn)一步的研究表明,巖石或斷層在滑動(dòng)時(shí)常常會(huì)表現(xiàn)出復(fù)雜的動(dòng)態(tài)演化過程,這些現(xiàn)象是Byerlee定律不能描述與表達(dá)的,因而,地球物理學(xué)界期待更加精細(xì)的摩擦本構(gòu)關(guān)系。②速率-狀態(tài)摩擦本構(gòu)關(guān)系依托上個(gè)世紀(jì)70-80年代的滑動(dòng)-靜止-滑動(dòng)(Slide-hold-slide)試驗(yàn)以及剪切速率階梯(velocitystepping)試驗(yàn),地球物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了滑動(dòng)摩擦對(duì)于滑動(dòng)速率[31]、靜摩擦對(duì)于靜止接觸時(shí)間(holdtime)的依賴性[32]以及摩擦系數(shù)復(fù)雜的演化現(xiàn)象,圖1.4展示的便是典型的試驗(yàn)結(jié)果。這些試驗(yàn)現(xiàn)象十分有趣,卻又是經(jīng)典摩擦理論難以解釋的[2],因而,需要全新的本構(gòu)關(guān)系來(lái)描述。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于粘滑理論的斷層沖擊地壓發(fā)生機(jī)理研究[J]. 張寧博,歐陽(yáng)振華,趙善坤,李宏艷,鄧志剛. 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2016(S2)
[2]彈性回跳模型:從經(jīng)典走向未來(lái)[J]. 劉力強(qiáng). 地震地質(zhì). 2014(03)
[3]PDC鉆頭粘滑振動(dòng)機(jī)理分析[J]. 祝效華,湯歷平,孟蘋蘋,王鵬,王玉. 石油礦場(chǎng)機(jī)械. 2012(04)
[4]輪廓儀觸針引起的測(cè)量誤差分析[J]. 曹歡玲,宋源普,張雪芬. 工業(yè)計(jì)量. 2012(S1)
[5]煤體粘滑沖擊的發(fā)生條件及動(dòng)力學(xué)分析[J]. 閆永敢,馮國(guó)瑞,翟英達(dá),康立勛. 煤炭學(xué)報(bào). 2010(S1)
[6]基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論斷層破裂與強(qiáng)震物理過程的若干問題[J]. 馬勝利,劉力強(qiáng),馬瑾,巴晶,王凱英,扈小燕. 地學(xué)前緣. 2003(S1)
[7]車輛輪對(duì)的粘滑振動(dòng)分析[J]. 張立民. 西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 1999(03)
[8]沖擊地壓粘滑失穩(wěn)機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 齊慶新,史元偉,劉天泉. 煤炭學(xué)報(bào). 1997(02)
[9]斷層幾何結(jié)構(gòu)與物理場(chǎng)的演化及失穩(wěn)特征[J]. 馬瑾,馬勝利,劉力強(qiáng),鄧志輝,馬文濤,劉天昌. 地震學(xué)報(bào). 1996(02)
博士論文
[1]斷層失穩(wěn)滑動(dòng)瞬態(tài)過程的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)與分析[D]. 郭玲莉.中國(guó)地震局地質(zhì)研究所 2013
[2]曳引電梯系統(tǒng)動(dòng)態(tài)理論及動(dòng)力學(xué)參數(shù)優(yōu)化方法研究[D]. 剛憲約.浙江大學(xué) 2005
本文編號(hào):3216648
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