碳酸钙溶解度对断层摩擦滑动影响的实验研究

发布时间：2022-12-11 11:44

　　断层带是地震发生过程中变形最强烈的地方,通常伴随地震的发生会产生断层泥。研究表明,断层物质在控制岩石破坏特征方面具有显著作用,因此研究断层泥的成份、结构的变化以及其力学性质随温度、压力、应变速率和流体化学效应的响应,对研究断层带的摩擦强度和滑动方式具有重要意义。本实验在气体介质三轴高温岩石力学实验仪器上,采用辉长岩作为断层带围岩介质,意大利Scaglia Bianca石灰岩为断层泥,在温度范围为50~300°C、围压150MPa,含50MPa孔隙压、无孔隙压含饱和水和完全干燥三种条件下,进行摩擦滑动实验。为了了解样品摩擦滑动稳定性的速度依赖性关系,我们在0.2?m/s和1.0?m/s的速率范围内对样品的摩擦滑动进行了剪切滑移速率的切换。实验结果表明:（1）石灰岩断层泥摩擦滑动稳定性随温度变化,受流体中碳酸钙的溶解和沉淀作用控制。实验力学数据和显微结构表明,完全干燥样品在120°C时出现慢滑移,实验样品中没有出现溶解与沉淀。无孔隙压含饱和水条件下,100°C、120°C、150°C条件下出现典型的慢滑移,实验样品中含有微弱的溶解与沉淀;300°C条件下出现粘滑,实验样品中出现沉淀。在含5... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 选题依据及意义
    1.2 速率与状态依赖的摩擦本构关系
    1.3 摩擦滑动稳定性的实验研究进展
    1.4 流体在岩石变形中的物理作用
    1.5 流体在岩石变形中的化学作用
第二章 摩擦滑动实验
    2.1 实验装置
    2.2 实验样品
    2.3 实验方法
    2.4 实验数据处理
第三章 实验结果
    3.1 实验力学数据分析
    3.2 摩擦强度
    3.3 微观结构
        3.3.1 常温条件下石灰岩的微观结构特征
        3.3.2 50°C条件下石灰岩的微观结构特征
        3.3.3 100°C条件下石灰岩的微观结构特征
        3.3.4 120°C条件下石灰岩的微观结构特征
        3.3.5 150°C条件下石灰岩的微观结构特征
        3.3.6 200°C条件下石灰岩的微观结构特征
        3.3.7 300°C条件下石灰岩的微观结构特征
        3.3.8 小结
第四章 讨论
    4.1 围压、温度对方解石断层带摩擦滑动方式的影响
    4.2 流体孔隙压对方解石断层带摩擦滑动方式的影响
    4.3 应变速率对方解石断层带摩擦滑动方式的影响
    4.4 碳酸钙的溶解与沉淀随温度变化及其对石灰岩断层泥强度和摩擦滑动方式的影响
第五章 结论
致谢
参考文献
作者简介
Brief Introduction of Author
参与课题及研究情况
文章发表情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]水对Carrara大理岩强度和变形机制影响的实验研究[J]. 张豫宏,周永胜,姚文明,何昌荣,党嘉祥.  地震地质. 2017(01)
[2]热水条件下花岗质糜棱岩的摩擦滑动实验研究[J]. 任凤文,何昌荣.  地球物理学报. 2014(03)
[3]Carrara大理岩高温高压变形实验研究[J]. 宋茂双,邵同宾,李建峰,嵇少丞,王茜.  岩石学报. 2014(02)
[4]中地壳断层带内微裂隙愈合与高压流体形成条件的模拟实验研究[J]. 韩亮,周永胜,姚文明.  地球物理学报. 2013(01)
[5]石英结晶学优选与应用[J]. 夏浩然,刘俊来.  地质通报. 2011(01)
[6]热水条件下角闪石断层泥的摩擦滑动性质——与斜长石断层泥的对比[J]. 兰彩云,何昌荣,姚文明,靖晨.  地球物理学报. 2010(12)
[7]硬石膏断层带摩擦稳定性转换与微破裂特征的实验研究[J]. 缪阿丽,马胜利,周永胜.  地球物理学报. 2010(11)
[8]热水条件下斜长石和辉石断层泥的摩擦滑动研究[J]. 罗丽,何昌荣.  地震地质. 2009(01)
[9]汶川地震区的流变结构与发震高角度逆断层滑动的力学条件[J]. 周永胜,何昌荣.  地球物理学报. 2009(02)
[10]中地壳韧性剪切带中的水与变形机制[J]. 周永胜,何昌荣,杨晓松.  中国科学（D辑:地球科学）. 2008(07)

硕士论文
[1]斜长石在下地壳温度及多种正应力条件下的摩擦滑动[D]. 姚胜楠.中国地震局地质研究所 2015



本文编号：3718721