地球物理学报
地毬物理學報
지구물이학보
2014年
1期
157-166
,共10页
倾斜断层%地震不稳定性%断层本构关系%Coulomb破裂准则%平衡路径曲线
傾斜斷層%地震不穩定性%斷層本構關繫%Coulomb破裂準則%平衡路徑麯線
경사단층%지진불은정성%단층본구관계%Coulomb파렬준칙%평형로경곡선
Inclined fault%Earthquake instability%Fault constitutive relation%Coulomb fracture criteria%Equilibrium path curve
在以前的工作中,考虑直立走滑型断层地震,假设断层面微元破裂强度遵循Weibull概率分布,由细观力学方法推导出断层面的宏观本构关系是一个非线性函数,表现为弹性-软化塑性特征,在此基础上用稳定性理论研究了地震稳定性问题.而实际断层大多是倾斜的,为此,本文首先建立了由围岩和倾斜断层构成的平面地震力学模型,采用宏观的断层载荷-变形的全过程曲线,详细讨论了倾斜断层地震的不稳定性问题.结果表明,远场一旦施加位移,断层也同时错动,这可能与实际情况不符合.为了更好的模拟断层的初始能量累计过程,进一步对断层本构模型进行改进.考虑断层面破裂强度,采用Coulomb破裂准则,则断层表现为刚塑性本构关系,只有当断层面剪应力达到一个临界值时,断层才开始错动.研究表明,对于倾斜断层地震,与直立走滑型断层地震一样,系统刚度比β(围岩切线刚度与断层刚度最大值之比)是决定地震失稳的重要参数,只有当β＜1时才会出现地震失稳,且伴随应力突跳和围岩应变能释放.当β≥1时,仅仅是断层无震滑动,不会发生地震.在远场应施以位移形式边界条件,以致地震失稳发生在平衡路径的位移转向点并伴有应力突跳.
在以前的工作中,攷慮直立走滑型斷層地震,假設斷層麵微元破裂彊度遵循Weibull概率分佈,由細觀力學方法推導齣斷層麵的宏觀本構關繫是一箇非線性函數,錶現為彈性-軟化塑性特徵,在此基礎上用穩定性理論研究瞭地震穩定性問題.而實際斷層大多是傾斜的,為此,本文首先建立瞭由圍巖和傾斜斷層構成的平麵地震力學模型,採用宏觀的斷層載荷-變形的全過程麯線,詳細討論瞭傾斜斷層地震的不穩定性問題.結果錶明,遠場一旦施加位移,斷層也同時錯動,這可能與實際情況不符閤.為瞭更好的模擬斷層的初始能量纍計過程,進一步對斷層本構模型進行改進.攷慮斷層麵破裂彊度,採用Coulomb破裂準則,則斷層錶現為剛塑性本構關繫,隻有噹斷層麵剪應力達到一箇臨界值時,斷層纔開始錯動.研究錶明,對于傾斜斷層地震,與直立走滑型斷層地震一樣,繫統剛度比β(圍巖切線剛度與斷層剛度最大值之比)是決定地震失穩的重要參數,隻有噹β＜1時纔會齣現地震失穩,且伴隨應力突跳和圍巖應變能釋放.噹β≥1時,僅僅是斷層無震滑動,不會髮生地震.在遠場應施以位移形式邊界條件,以緻地震失穩髮生在平衡路徑的位移轉嚮點併伴有應力突跳.
재이전적공작중,고필직립주활형단층지진,가설단층면미원파렬강도준순Weibull개솔분포,유세관역학방법추도출단층면적굉관본구관계시일개비선성함수,표현위탄성-연화소성특정,재차기출상용은정성이론연구료지진은정성문제.이실제단층대다시경사적,위차,본문수선건립료유위암화경사단층구성적평면지진역학모형,채용굉관적단층재하-변형적전과정곡선,상세토론료경사단층지진적불은정성문제.결과표명,원장일단시가위이,단층야동시착동,저가능여실제정황불부합.위료경호적모의단층적초시능량루계과정,진일보대단층본구모형진행개진.고필단층면파렬강도,채용Coulomb파렬준칙,칙단층표현위강소성본구관계,지유당단층면전응력체도일개림계치시,단층재개시착동.연구표명,대우경사단층지진,여직립주활형단층지진일양,계통강도비β(위암절선강도여단층강도최대치지비)시결정지진실은적중요삼수,지유당β＜1시재회출현지진실은,차반수응력돌도화위암응변능석방.당β≥1시,부부시단층무진활동,불회발생지진.재원장응시이위이형식변계조건,이치지진실은발생재평형로경적위이전향점병반유응력돌도.
