發(fā)布時(shí)間：2017-07-03 05:03

  本文關(guān)鍵詞：數(shù)值模擬靜態(tài)應(yīng)力擾動(dòng)下的斷層失穩(wěn):結(jié)果分析兼與Dieterich模型和Coulomb模型的對(duì)比

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【摘要】：基于大量巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn),Dieterich和其他研究者(Dieterich,1978;Ruina,1983)首先提出了描述巖石摩擦過(guò)程的速率-狀態(tài)摩擦定律(R-S摩擦定律).如今R-S摩擦定律已成為研究地震成核等地震演化機(jī)制的有效手段.Dieterich(1992,1994)最早提出了描述受靜態(tài)剪應(yīng)力擾動(dòng)后斷層失穩(wěn)時(shí)間提前或推后的余震觸發(fā)機(jī)制的解析模型.現(xiàn)在Dieterich模型已經(jīng)成為解釋余震隨時(shí)間衰減規(guī)律的Omori定律等地震觀測(cè)現(xiàn)象的有力工具.與之相對(duì)應(yīng),廣泛使用的Coulomb應(yīng)力失穩(wěn)模型也可以給出斷層受到靜態(tài)剪應(yīng)力擾動(dòng)后,斷層失穩(wěn)時(shí)間的提前和推后量.Dieterich模型和Coulomb應(yīng)力失穩(wěn)模型基于不同的物理方法,所以在進(jìn)行地震危險(xiǎn)性評(píng)估時(shí),二者均有各自的局限性.本文利用R-S摩擦定律控制的1-D彈簧-滑塊模型,模擬計(jì)算了理論地震循環(huán)以及在不同靜態(tài)剪切應(yīng)力擾動(dòng)下,失穩(wěn)時(shí)間的提前和推后量的變化情況,然后將計(jì)算得到的時(shí)間提前和推后量分別與Dieterich模型和Coulomb模型的相應(yīng)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了定量化對(duì)比和差異性分析,并給出了相應(yīng)的解釋.數(shù)值模擬結(jié)果顯示,對(duì)于R-S摩擦定律在參數(shù)不變的條件下,斷層模型失穩(wěn)時(shí)間的提前和推后量的大小強(qiáng)烈依賴于靜態(tài)剪應(yīng)力擾動(dòng)的大小和作用時(shí)間,而且絕對(duì)值相同的正、負(fù)向靜態(tài)剪應(yīng)力擾動(dòng)造成的失穩(wěn)時(shí)間的提前和推后量的變化情況并不完全一致.在震后松弛/滑移階段和閉鎖階段,時(shí)間提前和推后量是常數(shù),且隨靜態(tài)剪應(yīng)力擾動(dòng)絕對(duì)值的增大而增大,兩者的比值接近于1.0,這與Dieterich模型和Coulomb模型的結(jié)果是一致的,相應(yīng)的差值小于兩模型結(jié)果的10%.而在自加速階段,模擬計(jì)算結(jié)果則存在與Dieterich模型和Coulomb模型結(jié)果不同的特征.首先,在自加速階段模擬計(jì)算結(jié)果均偏離Coulomb模型,而且時(shí)間提前和推后量的比值小于1.0,相異于Coulomb模型的論斷.不過(guò)當(dāng)受到正向靜態(tài)剪應(yīng)力擾動(dòng)后,Dieterich模型的結(jié)果和模擬計(jì)算結(jié)果是一致的,最大相差量不超過(guò)Dieterich模型結(jié)果的7%,可接近0.對(duì)于負(fù)向靜態(tài)剪應(yīng)力擾動(dòng),當(dāng)其絕對(duì)值較小時(shí),Dieterich模型的結(jié)果很接近模擬計(jì)算結(jié)果,相差量不超過(guò)該結(jié)果的14%.但對(duì)于絕對(duì)值較大的情況,模擬計(jì)算結(jié)果遠(yuǎn)大于Dieterich模型的結(jié)果,最大可達(dá)Dieterich模型結(jié)果的35倍,這是由于負(fù)向靜態(tài)剪應(yīng)力擾動(dòng)后使得Ω=δ·θ/dc郘1的條件不再成立,進(jìn)而使得Dieterich模型不再成立.總的來(lái)說(shuō),與模擬計(jì)算相比Dieterich模型可以很好地描述1-D斷層受擾后失穩(wěn)時(shí)間提前和推后量的變化情況,并且可以體現(xiàn)出正、負(fù)靜態(tài)剪切應(yīng)力擾動(dòng)后失穩(wěn)時(shí)間提前量和推后量變化的差異性,而Coulomb模型則不能完整地給出受到靜態(tài)剪應(yīng)力擾動(dòng)后斷層失穩(wěn)時(shí)間提前或推后的估計(jì)值.
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院大學(xué);
【關(guān)鍵詞】： 速率-狀態(tài)摩擦定律 靜態(tài)剪應(yīng)力擾動(dòng) Coulomb應(yīng)力失穩(wěn)模型 Dieterich模型 失穩(wěn)時(shí)間提前量 失穩(wěn)時(shí)間推后量
【基金】：國(guó)家基金委(41574040);科技部《中國(guó)—東南亞毗鄰區(qū)大震活動(dòng)地球動(dòng)力學(xué)研究》(2015DFA21260) 中國(guó)科學(xué)院創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(KZZD-EW-TZ-19)共同資助
【分類號(hào)】：P315.8
【正文快照】： We first use the 1-D spring-slide block model governed by the R-S law to simulate earthquakecycle and triggered seismic activities caused by different static shear stress changes.Then wecompare the simulation results separately with the solutions given b

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1 劉東升;張浪;劉山文;楊凱;;Mohr-Coulomb準(zhǔn)則屈服概率解析[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2008年02期

2 ;Uncertainty Analysis of Static Coulomb Stress Change Induced by Earthquake-A Case Study on the 2008 M_S8.0 Wenchuan Earthquake[J];Earthquake Research in China;2012年01期

3 王紅才;趙衛(wèi)華;孫東生;郭彬彬;;巖石塑性變形條件下的Mohr-Coulomb屈服準(zhǔn)則[J];地球物理學(xué)報(bào);2012年12期

4 鄭志;王偉;曹亞軍;呂軍;;基于Mogi-Coulomb統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型及滲透性突變的研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2013年24期

5 甘玉葉;鄭小燕;;Hoek-Brown準(zhǔn)則中參數(shù)不同選取值對(duì)Mohr-Coulomb參數(shù)值的影響[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2012年21期

6 李興高;劉維寧;;Coulomb土壓力理論的兩種解法[J];巖土力學(xué);2006年06期

7 ;DDM regression analysis of the in-situ stress field in a non-linear fault zone[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2012年07期

8 OUYANG Chao-jun;XU Qiang;HE Si-ming;LUO Yu;WU Yong;;A Generalized Limit Equilibrium Method for the Solution of Active Earth Pressure on a Retaining Wall[J];Journal of Mountain Science;2013年06期

9 宣鋒;夏小和;王建華;;The Application of a Small Strain Model in Excavations[J];Journal of Shanghai Jiaotong University(Science);2009年04期

10 仲秋;史保平;;關(guān)于Coulomb應(yīng)力變化/擾動(dòng)作用下的Dieterich余震觸發(fā)機(jī)制的廣義解[J];地球物理學(xué)報(bào);2013年05期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 言志信;段建;王后裕;;Constitutive models in stability analysis of rock slope[A];Proceedings of the 9th National Conference on Rheology[C];2008年

2 ;ESTIMATION FOR STRENGTH OF MASSIVE JOINTED ROCK MASS[A];巖土工程數(shù)值方法與高性能計(jì)算學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 胡軍軍;基于Coulomb摩擦阻尼的離散單元法[D];西南交通大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：512386