斷裂力學在震源機制分析中幾個問題的探討-資料下載頁
2025-03-25 03:16本頁面
【正文】 33(θ， φ)= 對完全閉合的裂紋KI=0， 若不考慮KIII的作用， 則應力集中最嚴重時， 即φ=θ=0時， 主裂紋的應力強度因子為 (9) 由上式可見， 當c/d值達到一定值時， 則兩裂紋的相互影響導致了裂紋端部很高的應力集中， 當KMAII=KIIc時， 則裂紋將沿兩裂紋間的巖橋發(fā)生剪切斷裂， 若這一斷裂是失穩(wěn)型的， 則地震也就由此發(fā)生。圖4 兩裂紋所處位置示意圖 Schematic diagram for two different situated cracks 若巖橋剪斷形成的裂紋長度(a+c+d)及構(gòu)造應力場滿足KII=(τμσn)π(a+c+d)≥KIIc及當K+f′(δ)＜0時， 則巖橋發(fā)生失穩(wěn)剪斷而引發(fā)強震， 在此條件下主震前沒有前震，但若上式不滿足時， 則巖橋剪斷僅有可能導致前震或蠕動， 而不會立即引發(fā)強震， 在此隨著水蝕弱化及應力腐蝕等方面的作用，將使裂紋面的摩擦系數(shù)明顯低于新鮮斷裂面的摩擦系數(shù)， 因此主震的孕育過程既是應力場的重新聚集過程，同時也是斷層面摩擦系數(shù)減小，有效剪應力增加的過程。6 結(jié) 論 (1) 巖體失穩(wěn)斷裂導致地震的必要條件是同時滿足裂紋開裂判據(jù)KII=KIIc及裂紋失穩(wěn)擴展判據(jù)K+f′(δ)＜0， 同時滿足這兩個判據(jù)的斷層有臨界開裂與臨界止裂兩個長度?！ ?2) 張開型的剪切裂紋比閉合型的剪切裂紋更易發(fā)生張拉擴展， 并且這種趨勢隨著巖石內(nèi)摩擦系數(shù)的增大而增加?！ ?3) 在單向壓應力或較小側(cè)壓力的作用下， 巖體中的Ⅱ型裂紋總是首先發(fā)生張拉擴展， 但當巖體中的側(cè)壓力系數(shù)達到某一臨界值時， 則Ⅱ型裂紋將直接發(fā)生剪切斷裂， 從而在地震上表現(xiàn)為不同的前兆現(xiàn)象?！ ?4) 多裂紋巖體的裂紋擴展受到相鄰裂紋的長度、 方向等因素的影響， 當與相鄰裂紋的間距達到某一臨界值時， 裂紋端部由于很高的應力集中而導致剪切斷裂或?qū)е碌卣穑?隨著多裂紋巖體裂紋長度和方位的不同將產(chǎn)生不同的地震序列。* 國家自然科學基金資助項目(49272151)。作者 王桂堯 簡介： 男， 35歲， 博士， 1985年畢業(yè)于中南工業(yè)大學采礦系采礦工程專業(yè)， 現(xiàn)為副教授， 主要從事巖土工程方面的教學與科研工作。作者單位：王桂堯 長沙交通學院巖土工程研究所 長沙 410076 孫宗頎 中南工業(yè)大學資源開發(fā)系 長沙 410083參考文獻1 王桂堯. 巖石Ⅱ型(剪切)斷裂及工程應用的研究［博士學位論文］. 長沙： 中南工業(yè)大學， 19962 王建華， 宋錦良. 受壓剪應力作用閉合裂紋的光彈性研究. 地震學報， 1990， 12(2)： 204～2113 Paul S S. Crack extension under pressive loading. Engng. Fract. Mech., 1984, 20(3): 463～4734 Meguid S A. Main crackmicrocrack interaction under mode Ⅰ， Ⅱ， Ⅲ loadings. ., 1991, 33(5): 351～3591997年2月2日收到初稿， 1997年5月22日收到修改稿。
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