斷裂力學(xué)在震源機(jī)制分析中幾個(gè)問題的探討-資料下載頁(yè)
2025-03-25 03:16本頁(yè)面
【正文】 33(θ， φ)= 對(duì)完全閉合的裂紋KI=0， 若不考慮KIII的作用， 則應(yīng)力集中最嚴(yán)重時(shí)， 即φ=θ=0時(shí)， 主裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子為 (9) 由上式可見， 當(dāng)c/d值達(dá)到一定值時(shí)， 則兩裂紋的相互影響導(dǎo)致了裂紋端部很高的應(yīng)力集中， 當(dāng)KMAII=KIIc時(shí)， 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(zhǎng)度(a+c+d)及構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)滿足KII=(τμσn)π(a+c+d)≥KIIc及當(dāng)K+f′(δ)＜0時(shí)， 則巖橋發(fā)生失穩(wěn)剪斷而引發(fā)強(qiáng)震， 在此條件下主震前沒有前震，但若上式不滿足時(shí)， 則巖橋剪斷僅有可能導(dǎo)致前震或蠕動(dòng)， 而不會(huì)立即引發(fā)強(qiáng)震， 在此隨著水蝕弱化及應(yīng)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(yīng)力場(chǎng)的重新聚集過程，同時(shí)也是斷層面摩擦系數(shù)減小，有效剪應(yīng)力增加的過程。6 結(jié) 論 (1) 巖體失穩(wěn)斷裂導(dǎo)致地震的必要條件是同時(shí)滿足裂紋開裂判據(jù)KII=KIIc及裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展判據(jù)K+f′(δ)＜0， 同時(shí)滿足這兩個(gè)判據(jù)的斷層有臨界開裂與臨界止裂兩個(gè)長(zhǎng)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(kuò)展， 并且這種趨勢(shì)隨著巖石內(nèi)摩擦系數(shù)的增大而增加?！ ?3) 在單向壓應(yīng)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(kuò)展， 但當(dāng)巖體中的側(cè)壓力系數(shù)達(dá)到某一臨界值時(shí)， 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(kuò)展受到相鄰裂紋的長(zhǎng)度、 方向等因素的影響， 當(dāng)與相鄰裂紋的間距達(dá)到某一臨界值時(shí)， 裂紋端部由于很高的應(yīng)力集中而導(dǎo)致剪切斷裂或?qū)е碌卣穑?隨著多裂紋巖體裂紋長(zhǎng)度和方位的不同將產(chǎn)生不同的地震序列。* 國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(49272151)。作者 王桂堯 簡(jiǎn)介： 男， 35歲， 博士， 1985年畢業(yè)于中南工業(yè)大學(xué)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(xué)與科研工作。作者單位：王桂堯 長(zhǎng)沙交通學(xué)院巖土工程研究所 長(zhǎng)沙 410076 孫宗頎 中南工業(yè)大學(xué)資源開發(fā)系 長(zhǎng)沙 410083參考文獻(xiàn)1 王桂堯. 巖石Ⅱ型(剪切)斷裂及工程應(yīng)用的研究［博士學(xué)位論文］. 長(zhǎng)沙： 中南工業(yè)大學(xué)， 19962 王建華， 宋錦良. 受壓剪應(yīng)力作用閉合裂紋的光彈性研究. 地震學(xué)報(bào)， 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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