地殼的難深入性、地震的非頻發(fā)性、地震物理過(guò)程的不確定性、非線(xiàn)性以及復(fù)雜性，使得地震的孕育和產(chǎn)生這個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程很難被全面理解。至今為止，震前各種異�，F(xiàn)象的產(chǎn)生都缺乏科學(xué)的物理機(jī)制來(lái)解釋。但通過(guò)小規(guī)模的巖石壓縮實(shí)驗(yàn)和多年的統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)大地震前通常有一種低頻信號(hào)存在。 本論文采用ABAQUS有限元分析軟件,利用擴(kuò)展有限元算法對(duì)巖石壓縮實(shí)驗(yàn)中巖石的力學(xué)性能進(jìn)行數(shù)值模擬研究，接著通過(guò)對(duì)斷層錯(cuò)動(dòng)的研究探索地震孕育、發(fā)生過(guò)程，預(yù)測(cè)地震危險(xiǎn)性。 主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： (1)數(shù)值模擬和分析了巖石靜態(tài)壓縮受載條件下的力學(xué)性能，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比對(duì)。分析了裂紋擴(kuò)展的形態(tài)，并探討了巖石預(yù)制裂紋的長(zhǎng)度、預(yù)制裂紋的傾角對(duì)巖石力學(xué)性能的影響。發(fā)現(xiàn)預(yù)制裂紋角度越大，巖石越難破壞；預(yù)制裂紋長(zhǎng)度越長(zhǎng)，巖石越易破壞。在此過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)只有裂紋初始開(kāi)裂的階段產(chǎn)生波動(dòng)信息，裂紋不繼續(xù)擴(kuò)展的時(shí)候就沒(méi)有震蕩，很難抓獲到連續(xù)的頻率信息。 (2)巖石在動(dòng)載荷條件下的力學(xué)性能：在分析了靜載條件下裂紋擴(kuò)展和巖石破碎的形態(tài)后，驗(yàn)證了擴(kuò)展有限元法的適用性。通過(guò)施加沖擊載荷，研究質(zhì)點(diǎn)的各種震動(dòng)情況及相應(yīng)的能量變化。發(fā)現(xiàn)質(zhì)點(diǎn)因受迫振動(dòng)產(chǎn)生...

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 巖石破裂及低頻信號(hào)產(chǎn)生的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 震前次聲波的實(shí)驗(yàn)研究
        1.2.2 地震次聲波的理論研究
        1.2.3 巖土中裂紋擴(kuò)展的數(shù)值模擬研究
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 巖石斷裂力學(xué)和擴(kuò)展有限元法的基本理論
    2.1 引言
    2.2 斷裂力學(xué)理論基礎(chǔ)
        2.2.1 裂紋問(wèn)題的基本模型
        2.2.2 裂紋斷裂判據(jù)
    2.3 擴(kuò)展有限元基本理論
        2.3.1 等參單元
        2.3.2 單元分解法
        2.3.3 水平集法
        2.3.4 擴(kuò)展有限元的相關(guān)公式
    2.4 本章小結(jié)
第3章 靜載荷下巖石壓縮實(shí)驗(yàn)的數(shù)值模擬
    3.1 引言
    3.2 數(shù)值模型及邊界條件
    3.3 結(jié)果分析和討論
        3.3.1 裂紋擴(kuò)展云圖
        3.3.2 壓縮實(shí)驗(yàn)的荷載-位移曲線(xiàn)
        3.3.3 縱向應(yīng)力分析
        3.3.4 縱向位移分析
    3.4 巖石力學(xué)性能的分析
        3.4.1 預(yù)制裂紋角度的影響
        3.4.2 預(yù)制裂紋長(zhǎng)度的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 動(dòng)載荷下巖石壓縮實(shí)驗(yàn)的數(shù)值模擬
    4.1 引言
    4.2 數(shù)值模型及邊界條件
    4.3 結(jié)果分析和討論
        4.3.1 邊界效應(yīng)對(duì)應(yīng)力波的影響
        4.3.2 沖擊載荷下的應(yīng)力波曲線(xiàn)
        4.3.3 沖擊載荷下的縱向位移曲線(xiàn)
        4.3.4 沖擊載荷下的縱向加速度曲線(xiàn)
        4.3.5 沖擊載荷下的縱向速度曲線(xiàn)
        4.3.6 能量分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 地震斷層模型的有限元分析
    5.1 引言
    5.2 數(shù)值模型及邊界條件
    5.3 結(jié)果分析
        5.3.1 斷層模型下不同質(zhì)點(diǎn)的加速度曲線(xiàn)
        5.3.2 單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移曲線(xiàn)
        5.3.3 不同裂紋長(zhǎng)度下的巖石形變
        5.3.4 不同裂紋角度下的巖石形變
        5.3.5 不同加載方向下的巖石形變
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3849873