岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (S1): 35-45.doi: 10.16285/j.rsm.2021.0179
刘玉春1, 2,荆刚3,赵扬锋1,樊艺1,潘一山1, 4
LIU Yu-chun1, 2, JING Gang3, ZHAO Yang-feng1, FAN Yi1, PAN Yi-shan1, 4
摘要: 研究断层黏滑过程力学特征及规律,对预测断层矿震的发生具有重要的理论意义和现实意义。试验以粗晶正长花岗岩为例,采用双轴加载的方式进行直剪摩擦滑动试验,研究了不同断层倾角黏滑失稳特征,分析了不同侧压下加载速率为0.5、1.0、5.0 μm/s时对断层错动黏滑失稳的影响。研究结果表明:断层黏滑失稳时临界剪应力随着加载速率的增大是先减小再增大,而应力降随着加载速率的增大呈下降趋势,低速加载、高侧压时,断层发生黏滑所需的临界剪应力最大,断层发生黏滑时产生的应力降最大。侧压增大时,临界剪应力增大,平均应力降增大,平均黏滑周期增大。加载速率越低,平均应力降越大,同一侧压下平均黏滑周期越大,侧压变化对平均黏滑周期的影响越显著。黏滑周期与加载速度之间满足负对数线性关系,且不受侧压影响。断层倾角由56º变为45º时,在相同的侧压下临界剪应力增大,平均应力降减少,平均黏滑周期增大。断层倾角为34º试样达到峰值应力时,断层发生瞬间失稳现象,随着围压的增大,发生失稳时能量的释放也越大。大倾角断层易发生断层矿震,但释放能量小、震级低,而小倾角断层不易发生断层矿震,一旦发生失稳,释放的能量大震级高。开采速度对断层矿震的发生有着直接的影响,在某一开采速度下断层矿震最易发生,且释放能量也较大,在生产中一定要避开这个开采速度。
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[1] | 朱淳, 何满潮, 张晓虎, 陶志刚, 尹乾, 李利峰, . 恒阻大变形锚杆非线性力学模型 及恒阻行为影响参数分析[J]. 岩土力学, 2021, 42(7): 1911-1924. |
[2] | 李福林, 杨健, 刘卫群, 范振华, 杨玉贵, . 单轴压缩条件下泥岩加载速率变化效应研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 369-378. |
[3] | 张茂础, 盛谦, 崔臻, 马亚丽娜, 周光新. 岩石材料抗拉强度与劈裂节理面形貌的 加载速率效应研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1169-1178. |
[4] | 宋义敏, 张 悦, 许海亮, 王亚飞, 贺志杰. 基于非均匀特征的岩石蠕滑与黏滑变形演化研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 363-371. |
[5] | 孙飞, 张志强, 易志伟. 正断层黏滑错动对地铁隧道结构影响 的模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3037-3044. |
[6] | 余 瑜, 刘新荣, 刘永权, . 基坑锚索预应力损失规律现场试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1932-1939. |
[7] | 邓华锋,王晨玺杰,李建林,张吟钗,王 伟,张恒宾. 加载速率对砂岩抗拉强度的影响机制[J]. , 2018, 39(S1): 79-88. |
[8] | 肖晓春,丁 鑫,赵 鑫,潘一山,王爱文,王 磊,. 加载速率影响的煤体破裂过程声-电荷试验研究[J]. , 2017, 38(12): 3419-3426. |
[9] | 宋义敏,邢同振,邓琳琳,赵泽鑫. 不同加载速率下岩石变形场演化试验研究[J]. , 2017, 38(10): 2773-2779. |
[10] | 张学朋,蒋宇静,王 刚,王建昌,吴学震,张永政,. 基于颗粒离散元模型的不同加载速率下花岗岩数值试验研究[J]. , 2016, 37(9): 2679-2686. |
[11] | 彭芳乐 ,史文政 ,谭 轲,. 砂土地基的黏性特性及其有限元模拟[J]. , 2015, 36(S2): 648-654. |
[12] | 徐小丽 ,高 峰 ,张志镇 ,陈 琳,. 实时高温下加载速率对花岗岩力学特性影响的试验研究[J]. , 2015, 36(8): 2184-2192. |
[13] | 刘 石 ,许金余 ,白二雷 ,支乐鹏 ,陈腾飞,. 高温后大理岩动态劈裂拉伸试验研究[J]. , 2013, 34(12): 3500-3504. |
[14] | 尹珍珍,陈有亮,王 鹏. 上海人工冻结黏土单轴无侧限抗压强度试验研究[J]. , 2012, 33(3): 788-792. |
[15] | 刘 博,李海波,李俊如. 不同风化程度花岗岩动力特性实验研究[J]. , 2011, 32(9): 2640-2644. |
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