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断层破坏了采场岩层的连续性,应力由断层一盘向另一盘的传播过程将受到断层的阻隔,从而引起断层附近应力集中,极易诱发煤矿灾害.开展采动条件下断层附近应力和煤层支承压力的演化以及断层阻隔效应研究对于煤矿灾害的预防具有重要意义.以自主开发的拉格朗日元与离散元耦合连续-非连续方法为基础,为了处理煤层离散单元形成的聚集体仍能承受超过自身承载能力的问题,采用了应力跌落方法;为了模拟时间较长的煤炭开采过程,采用了准静力计算模式.根据济三煤矿6303工作面的地质条件建立更准确的力学模型,其中,在断层上盘下端面施加垂直向上的适当均布载荷,以克服传统力学模型的应力集中问题.模拟了正断层下盘开采条件下岩层的运动过程.通过在断层上盘断层附近布置多个测点,获得了不同测点的正应力和切应力的演化.详细描述了断层阻隔效应.研究了开采速度对不同测点正应力、切应力和煤层支承压力的影响,定性探讨了开采速度快慢与断层阻隔效应强弱的关系. 相似文献
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为了研究煤矿冲击地压与岩层在三维空间破裂之间的关系,进而探索依据岩层破裂规律预测和预报冲击地压的可能性,文中采用自行研制的防爆型微地震定位监测（MS）系统,基于定位原理,监测了山东华丰煤矿冲击地压煤层（四层煤）及其解放层（六层煤）开采过程中的岩层破裂过程和二次应力场分布变化的过程,得到了如下结论：冲击地压的发生与岩层破裂密切相关,四层煤下顺槽处于六层煤顶板破裂区的外边缘时,正处于高应力区内,在此处掘进容易引发冲击地压,必须将六层煤下顺槽位置向实体煤侧移动20 m以上,或将四层煤下顺槽位置内移20 m以上,才能消除四层煤的冲击地压;六层煤和四层煤开采时,工作面前方断层活化的距离分别为250 m和350 m左右,根据这一距离,及时对断层带进行卸压处理,可以消除由断层带引发的冲击地压;监测显示了工作面周围岩层的三维破裂形态和范围,为矿井确定防水煤柱的高度提供了可靠的依据;监测证明了厚层砾岩的破裂、断层活化、采场附近关键层的破裂是引起冲击地压的主要原因,证明了所研制的硬件和定位软件具有较高的精度和实用性,可以在煤矿和边坡、隧道等领域应用. 相似文献
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本文根据中国8个油田中150个井段的水压致裂资料,研究了各地区的水平应力随深度的变化,发现平均水平应力和垂直应力的比值在4000m深处大体上在0.8至1.2范围内,高值对应逆断层,低值对应正断层,实测结果与各地区断层活动特征相互一致.将各区实测最大水平主应力值均归算到海平面以下4000m深处.可以看出,最大水平主应力是随着对印度板块一欧亚板块间的缝合线的距离增加而减小,这与用震源机制作出的中国大陆主应力方向的辐射状分布所暗示的力源中心之推断相互印证.本文还利用压裂曲线试验求取岩层之原地抗张强度,实际结果表现出一定的规律性,强度随岩层之埋深而增加,也随埋藏年代之对数而线性增加,这些强度数据也与实验室结果大体相符. 相似文献
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基于曲线网格有限差分方法研究了垂直走滑断层在不同山体地形情况下的动力学破裂传播,分析并讨论了局部山体地形对断层破裂过程及相应地面地震动的影响,得到了各模型断层面的动力学破裂过程及相应的地表峰值速度特征。研究结果表明,山体地形尺度（山体高度及底部延展距离等）对断层动力学破裂过程影响较大,进而影响到相应的地面地震动分布。当山体地形处于自由地表上亚剪切向超剪切转换的位置附近时,山体地形会阻碍断层面上自由地表超剪切的产生。一般而言,对于具有一定埋深的断层,当山体地形底部延展距离一定时,山体高度越高,其对自由地表超剪切的阻碍程度越大;当山体高度一定时,地形底部延展距离越大,越会阻碍自由地表超剪切的产生,这种破裂过程的变化会导致相应地面地震动呈现不同特征的分布。此外,还探讨了断层破裂过程及相应地震动对成核区外初始剪切应力变化的响应,结果显示,当初始剪切应力较高时,高应力降引起的超剪切破裂会对断层破裂及相应的地震动分布起主导作用。 相似文献
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首先介绍了具有加权平均意义的均方根距离Drms. 与断层距Drup和发震断层距Dseis相比, 均方根距离可以真实地反映观测点与倾斜断层的整体靠近程度. 然后利用断层距、 发震断层距和均方根距离, 通过回归分析分别对1999年集集地震加速度峰值的上下盘效应进行研究. 残差分析表明上盘的加速度峰值明显大于相同断层距或发震断层距处下盘的加速度峰值, 而相同均方根距离处的上下盘观测点的加速度峰值没有明显差异. 这说明上下盘效应是一种由于倾斜断层的不对称分布引起的几何效应, 因此进行地震动衰减分析时, 如果采用均方根距离作为观测点与断层之间的距离标准, 上下盘效应对近断层地震动的影响可以忽略. 相似文献
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构造地震一般由断层摩擦失稳所致.断层内部及周边所累积的剪切形变则通过同震滑动位移得到局部释放.因此,震后断层内部及近断层周边的静态剪切应力变化量的空间分布可通过断层面上的滑动位移分布计算得到.本文采用傅氏变换方法(FTM)计算单一有限断层同震滑移场所形成的静态剪切应力变化分布,近断层两侧的应力变化计算可由波数域内应力近似算法获得.结果表明,FTM快速有效、易于实现,有效地避免了常规应力计算中奇异值的出现.以2008年Mw7.9中国汶川大地震为例,采用前人所得有限断层滑动位移模型,得到了断层面和近断层周边准3D剪切应力分布解,并同主震后中强余震的空间分布特征作了比较.结果表明,大部分的中强余震震源位置处于剪切应力变化值为正的区域,由同震位移所产生的局部应力降峰值和均值大小同应力变化的正值大致相当,从而表明了快速且有效地计算断层内部及近断层附近的应力变化分布可以为主震后强余震发生的潜在区域提供指示意义.需要强调的是,应力变化空间分布特征的获取强烈地依赖于有限断层滑移模型解.有关滑动位移反演解的多解性对应力变化计算结果的影响,本文作了必要的讨论. 相似文献
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乌鲁木齐市区断层附近原地应力测量研究 总被引：3，自引：0，他引：3
利用水压致裂原地应力测试技术,在乌鲁木齐市区碗窑沟断裂东段、雅玛里克断裂东段和西山断裂带中、东段开展了断层附近原地应力测量研究,得到了地表浅部构造应力的大小、方向和分布特征。钻孔HFZK3位于碗窑沟断裂东段的南侧,孔深62.13m;钻孔HFZK5位于雅玛里克断裂东段的南侧,孔深30.00m;钻孔HFZK9和HFZK12都位于西山断裂带的中、东段,孔深分别为34m和54.5m。根据实测的地应力资料,断层附近最大水平主压应力方向为NE—NEE向,与区域构造应力SN—NNE向主压方向有一些差异,说明受断层活动影响,断层附近的应力状态与区域应力场明显不同。利用地应力实测资料研究了断层的活动性,在测量深度域内水平和垂直应力的关系为σH>σh>σV,该应力状态有利于逆断层活动,与地质资料反映的以逆断层活动为主基本一致。利用库仑摩擦滑动准则,摩擦强度取0.6～1.0进行分析,断层附近的现今地应力状态达到或超过产生逆断层摩擦滑动的临界值,表明测区现今构造活动以逆断层为主。研究区的3条断层不具备发生走滑断层活动的可能性,其中雅玛里克断裂东段、西山断裂带中段和东段具有发生逆断层活动的可能性,相比而言,西山断裂带中段危险性更大 相似文献
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K.柯金（）等人曾研究过断距为无限大的断层的正演问题,不过,一般断层的断距总是有限的,因此本文要讨论的是有限断距垂直断层的大地电流法正演问题,所运用的解法仍旧是位论上常用的保角变换法。垂直断层的大地电流场正演问题设高电阻岩层的电阻为无穷大,其上复盖层是均匀的,电阻率为ρ,断层的错动角为90°. 相似文献
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基于芦山7.0级地震中断层距小于100 km自由场台站的强震动记录观测数据,研究此次地震近断层地震动的方向性特性,并探讨方向性特性与震源破裂机制、断层距离和空间方位的关系.研究结果表明：（1）与距断层较远记录不同,近断层地震动在不同的观测方向上表现出显著的强度差异,存在明显的极大和极小作用方向.在不同的方向上,最大加速度反应可达最小值的4倍以上;（2）这种方向性差异在T=1.0 s以上的长周期段更为明显,在T=0.1 s以下的短周期段,地震动随方向变化的差异较小.地震动强度随方向变化的差异随周期增大而增大,不同方向上的加速度反应谱值的最大值与最小值之比从周期T=0.01 s时的约1.7增大到周期T=10 s时的约2.4;（3）在距离断层约35 km以内,地震动具有明显方向性,地震动卓越方向具有垂直断层走向的特征,随断层距的增大,这种方向性不明显.从不同方向上地震动强度的差异来看,随断层距增大,地震动强度在不同方向上的差异在减小,表现为各个周期的最大值/中值和最大值/最小值比值均随断层距离增大缓慢减小;（4）近断层地震动的方向性特性主要受断层上、下盘的相对运动所控制,其在长周期的卓越方向与水平同震位移方向一致,且该卓越方向上的地震动强度绝对大小与地震破裂造成的静态位移明显相关,表现为地震动强度随水平同震位移的增大而增大. 相似文献
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为了查明乌鲁木齐西山—碗窑沟断裂带地应力分布特征, 在研究区20 km×20 km的范围内布置12个基岩应力钻孔,采用水压致裂地应力测量技术进行了基岩原地应力测量;共布置了2条观测剖面,第一剖面是沿断层走向布置了7个钻孔,第二剖面在垂直断层走向布置了6个钻孔(与第一剖面共用1个钻孔).根据实测的地应力资料,断层附近最大水平主压应力方向为NE—NEE向,与区域构造应力SN—NNE向主压方向有一些差异,说明受断层活动影响,断层附近的应力状态与区域应力场明显不同.利用地应力实测资料,研究了断层的活动性,在测量深度域内水平和垂直应力的关系为σH＞σh＞σv,该应力状态有利于逆断层活动,与地质资料反映的以逆断层活动为主基本一致.利用库仑摩擦滑动准则,摩擦系数取0.6~1.0分析,断层附近的现今地应力状态达到或超过产生逆断层摩擦滑动的临界值,表明测区现今构造应力有利于逆断层活动. 相似文献
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平行走滑断层相互作用的粘弹模型和减震作用 总被引：6，自引：0，他引：6
研究了二维粘弹性介质中平行走滑断层的相互力学作用及其地震活动性的影响。当一条断层发生滑动,将导致平行断层面上剪切应力减小,因此,可能推迟平行断层发生滑动,推迟时间在几年至几百年的范围内,这取决于发生滑动的断层与平行断层之间的距离,以及平行断层自身应力积累孕育地震过程经历的时间。 相似文献
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本文讨论了地震发生时传播的剪切断层遇到横交的粘锁不好的静止断层时的各种情况。文中指出,传播的剪切断层端部有压应力和张应力,静止断层对压应力和张应力的反应是不同的。压应力可以通过静止断层而传入该断层的另一侧介质中(尽管有衰减),但张应力就可能把静止断层拉裂而传不到静止断层的另一侧介质中去。这样,当一个传播的剪切断层在未和静止断层相遇时,它的端部有很高的剪切应力,但越过静止断层后只剩下(或主要剩下)压力所引起的剪切应力了。此时剪切应力大大衰减,因之剪切断层的传播就停止了。当然在断层交会地区介质破碎松软,这也是断裂停止的一个原因。震前确定停止地点有助于确定孕震体的长度,由此可对未来震级大小作出估计。 相似文献
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断层错动对隧道的影响分析 总被引：1，自引：0，他引：1
隧道通过潜在地震地区时.存在活动断层的错动形成的重大工程地质问题的威胁.基于断裂儿何学和震源的运动学特征,以广州地区活动断裂为研究背景,通过在断层左右盘施加一定的速度荷载,模拟了断层错动达到0.28 m时对隧道的影响.得出隧道结构在断层错动影响下的位移和应力的变化规律.分别建立隧道结构距离断层50 m、100 m、150 m三个模型,比较了三种情况下的位移和应力状况.归纳出隧道与断层之间的安全距离. 相似文献
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本文讨论了大断裂形成的力源问题,分析了我国一些大地震的资料后认为大断裂形成的力源是板块水平挤压力和上地幔垂直力作用到地壳后引起的应力迭加的结果。综述了前人利用断裂力学理论与实验结果研究地壳中断裂传播时所持的不同观点。地壳中断裝的传播不只是受断裂力学规律本身的制约,外部附加的剪切应力对断裂的传播也起着重要作用。地壳下部大断裂蠕滑所产生的施加在地壳上层底部的分布剪切力在地壳上层中产生的附加剪切力可以增强原来断裂端部的剪切应力,使岩体首先超过抗剪强度因而断裂沿合成剪切力的方向快速错动,从而形成了地壳中长而直的断裂带。利用弹性体的半空间问题推导了分布剪切力在地壳上层产生的附加应力场和估算了附加剪切应力和附加张应力的大小。利用静力弹性位错理论分析了软弱区引起的像力对断裂扩展的影响。在实际地壳中介质並不是均匀的,在地壳上层还可能存在一些局部的破碎区、软弱区。积累单元断层面除受有效构造应力外还受到由于断层物质蠕变形成的附加剪切应力和由于软弱区、破碎区的存在形成的附加剪切应力的作用,这两种附加剪切应力都是时间的函数,随着时间的增加而增加,而且像力还和积累单元断层面到软弱区的距离成反比。断裂的传播要受到软弱区对它作用的像力,即相当于附加了一个剪切应力在断裂端部,增加了断裂端部的应力强度因子。最后讨论了震源断层面的下方有岩浆侵入时的防拐作用。当孕裳的脆性层底部有热物质侵入而形成直线凹槽时断裂沿其传播也不拐弯。 相似文献
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塔里木西缘明尧勒活动背斜两翼河流阶地面上多处发育活动弯滑断层陡坎。这些断坎主要分布在活动轴面附近较陡的等斜岩层(地层倾角分别为74°~89°、18°~20°和45°~60°)一翼,往往成排发育在距活动轴面50~1 200m范围内,宽90~1 000m,长40~950m,随着离活动轴面的距离加大弯滑断层陡坎规模渐小。同一阶地面上发育的弯滑断层陡坎几乎以等间距或间距倍数关系产出。这些断坎走向与下伏基岩地层走向一致,基岩地层大多为中-厚层块状砂岩或粉砂岩互层,岩层间力学性质差异较小。明尧勒背斜南翼克孜勒苏河北岸T3阶地面废弃以来,单条弯滑断层的地表最大缩短速率为0.31mm/a,地表最大抬升速率为0.34mm/a。这些弯滑断层的活动具有重复性和新生性。 相似文献
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煤炭资源是我国的主要能源,一直以来,煤炭的开采受到多种矿井地质灾害的威胁,其中最大的安全问题就是煤层底板破坏和矿井突水事故。底板突水的实质是下伏承压水沿底板岩层内部的通道突破隔水层的阻隔涌入到采掘工作面,是地下水和底板岩层相互作用的结果,隔水层的阻抗性能十分重要的,因此研究开采矿压对底板的破坏尤为重要。煤炭开采对底板岩层的破坏是有规律可循的,本文探讨了煤矿开采对煤层底板岩层的破坏规律以及煤矿开采水害的预防治理。 相似文献
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大河沿—洛包泉活动断裂带由 7条活断裂呈左阶雁列式排列 ,其中东盐池、七角井、托莱泉活断裂在平面上也呈左阶排列。沿断裂分布有古地震断层陡坎。东盐池断裂具有左旋逆冲性质。断层陡坎高 0 .6— 4 .5 m,断坎坡角为 2 6°— 2 8°,断裂垂直断距 1m,冲沟左错 10— 11.5 m,其垂直平均活动速率为 0 .18mm / a,水平平均活动速率为 1.31— 2 .0 2 mm/ a,为全新世中、晚期活动断裂。七角井断裂具有左旋逆冲或左旋逆走滑性质 ,断层陡坎高为 0 .75— 8.3m ,断坎坡角为 14°— 2 1°,左错为2 .5— 6 .5 m,垂直平均活动速率为 0 .15— 0 .17mm/ a,水平平均活动速率为 0 .35— 0 .4 9mm/ a。该断裂为全新世中、晚期活动断裂。托莱泉断裂具有逆冲性质。断层陡坎西段高为 0 .75— 4 m,坡角为19°— 2 0 .5°;东段高为 3— 12 m,坡角为 10°— 2 9°,垂直平均活动速率为 0 .2 5 mm/ a。该断裂为晚更新世晚期活动断裂 相似文献