剪切速率、断面粗糙度、正应力对粘滑行为影响的试验研究

发布时间：2021-06-07 13:18

　　地震是地球表层或表层下的振动所造成的地面震动,地震以其非凡的力量,在改造地球面貌的同时也给人类的生产、生活带来了深重的灾难（特别是浅源地震）。然而,关于地震的成因长久以来未得到科学的解释,从现代力学的观点来看地震缘自于岩层的突然失稳。粘滑这种原本用于描述金属摩擦非平稳滑动的现象,自上世纪60年代被作为浅源地震的机理而提出以后,便引起了研究者们的极大兴趣,并在解释地震现象方面取得了极大的成功。正如准周期的室内粘滑现象一样,自然界的构造地震也常常重复的在同一断层上产生,然而在这些活断层的漫长演化历史中,它们往往会经历变化的加载条件,例如,变化的构造运动速率,变化的地应力条件,而断层本身的摩擦特性也会发生变化。探究这些内外变化的条件如何影响断层的运动模式、地震的间隔、地震的应力降等,对于地震长期预报和工程抗震都意义重大。在本文中,作者通过三种断层粗糙度下的剪切速率及正应力阶梯加载直剪试验,调查了剪切速率、粗糙度及正应力水平对于粘滑的影响,试验表明:（1）剪切速率是影响粘滑时间间隔的一个重要参数,一般而言,粘滑的产生间隔会随着剪切速率的增加而减小,它们之间的关系可以通过一个幂指数关系来拟合。同... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

弹性回跳模型

颠簸式剪切滑动

1绪论5图1.3一些岩石的摩擦强度与正应力的关系曲线[30]。Fig.1.3Frictionalstrengthforawidevarietyofrocksplottedasafunctionofnormalload.当>200MPa时，=50+0.6n;当<200MPa时，=0.85n。由于在孕震断层埋深度范围内，断层的岩性对于摩擦的影响已经较小，因而，Byerlee定律可以对自然界断层的摩擦强度进行粗略的估计。但是，进一步的研究表明，岩石或断层在滑动时常常会表现出复杂的动态演化过程，这些现象是Byerlee定律不能描述与表达的，因而，地球物理学界期待更加精细的摩擦本构关系。②速率-状态摩擦本构关系依托上个世纪70-80年代的滑动-静止-滑动（Slide-hold-slide）试验以及剪切速率阶梯（velocitystepping）试验，地球物理学家发现了滑动摩擦对于滑动速率[31]、静摩擦对于静止接触时间（holdtime）的依赖性[32]以及摩擦系数复杂的演化现象，图1.4展示的便是典型的试验结果。这些试验现象十分有趣，却又是经典摩擦理论难以解释的[2]，因而，需要全新的本构关系来描述。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于粘滑理论的断层冲击地压发生机理研究[J]. 张宁博,欧阳振华,赵善坤,李宏艳,邓志刚.  地下空间与工程学报. 2016(S2)
[2]弹性回跳模型:从经典走向未来[J]. 刘力强.  地震地质. 2014(03)
[3]PDC钻头粘滑振动机理分析[J]. 祝效华,汤历平,孟苹苹,王鹏,王玉.  石油矿场机械. 2012(04)
[4]轮廓仪触针引起的测量误差分析[J]. 曹欢玲,宋源普,张雪芬.  工业计量. 2012(S1)
[5]煤体粘滑冲击的发生条件及动力学分析[J]. 闫永敢,冯国瑞,翟英达,康立勋.  煤炭学报. 2010(S1)
[6]基于实验结果讨论断层破裂与强震物理过程的若干问题[J]. 马胜利,刘力强,马瑾,巴晶,王凯英,扈小燕.  地学前缘. 2003(S1)
[7]车辆轮对的粘滑振动分析[J]. 张立民.  西南交通大学学报. 1999(03)
[8]冲击地压粘滑失稳机理的实验研究[J]. 齐庆新,史元伟,刘天泉.  煤炭学报. 1997(02)
[9]断层几何结构与物理场的演化及失稳特征[J]. 马瑾,马胜利,刘力强,邓志辉,马文涛,刘天昌.  地震学报. 1996(02)

博士论文
[1]断层失稳滑动瞬态过程的实验观测与分析[D]. 郭玲莉.中国地震局地质研究所 2013
[2]曳引电梯系统动态理论及动力学参数优化方法研究[D]. 刚宪约.浙江大学 2005



本文编号：3216648