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《岩土力学》2017,(Z1):189-194
采用土工离心机试验,研究正断层和逆断层错动引起上覆饱和黏土层在20步连续断层错动作用下的变形特性以及裂缝扩展的规律。研究结果显示,正断层错动后地表呈现多条且平行断层面的张拉裂缝,随着错动量的增大,正断层破裂逐渐偏离基岩断层的错动方向,偏向上盘一侧,裂缝逐渐向上盘的方向开裂,裂缝主要发生在断层延长线附近;逆断层错动后地表裂缝均分布在上盘,而且离断层尖端延长线较远,产生的裂缝较细、数量较少,随着断层错动量的增大,地表位移增大,靠近断层下盘一侧的地表受断层错动影响较小,位于断层上盘一侧的地表则随着断层错动显著移动;随着断层错动量的增大,最大地表坡度随之增大,正断层引起的最大坡度的位置逐渐向上盘方向移动,逆断层引起的最大坡度的位置逐渐向下盘方向移动,逆断层的影响范围比正断层的影响范围更广。 相似文献
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断层的生成是因为地层所受的外力超过了它的弹性限度而发生了破裂,然后由于同一组外力的作用使破裂面的两侧的岩块发生上下、前后或任何斜交方向的相对错动。错动所沿的面称为断层面而断层面左右两岩块间的裂缝称为断层裂缝。断层裂缝的形状与性质变化甚多,常因作用的外力和地层的性质的不同而有所不 相似文献
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从断层中心论向块体中心论转变--论活动块体在地震活动中的作用 总被引：37，自引：2，他引：35
讨论活动块体在地震活动中的作用。板缘地震在空间上呈线性分布,而中国大陆地震在空间上呈片状分布。大陆强震往往涉及两个以上方向断层的活动,且强震往往沿块体边界迁移或在其两侧断层上对迁。一些强震前后由中小地震震源机制解反映的Ｐ轴方向往往发生近９０°的转向,这种现象难以用区域应力方向变化来解释,但可从块体活动角度出发,用块体两个边界断层的先后错动来解释。地震前异常的远程效应、震后烈度异常分布图像以及地震序列特点等也显示了活动块体的作用。不同地区由地震活动性推测的块体活动方式有所差别,其原因可能和区域主压应力轴与块体两个边界断层走向的夹角不同有关。据此认为,在分析中国地震活动时要把视角从以活动断层为中心转变为以活动块体为中心 相似文献
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地震断层错动会引起上覆土层变形,从而造成断层附近的建筑结构、管线产生附加的变形和内力引起破坏。通过一个土工离心机试验分析上覆饱和黏土层在4步连续断层错动作用下的静力响应行为。着重分析断层错动引起的地层变形的范围、不均匀沉降区的分布特点、剪切裂缝在土层传播路径及地表开裂的位置等工程上重点关注的问题。得到以下几点认识：(1) 基岩断层错动引起的地层变形范围基本上不受基岩错动量大小的影响。(2) 断层错动引起地层的不均匀沉降区基本呈三角形分布,其地表宽度约为1倍左右的土层厚度。(3) 基岩错动引起的主剪切裂缝基本沿竖直方向向上传播,其传播距离取决于基岩错动量及土体的破坏应变。(4) 基岩断层错动在主剪区的下盘一侧边缘会产生张拉裂缝,且产生张拉裂缝所需基岩错动量远小于产生剪切裂缝所需的错动量。 相似文献
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地震中基岩走滑断层活动引起跨断层地下结构物破坏,上覆土层的非一致响应机制尚不明确,隐伏裂缝影响规律认识不足。基于可模拟走滑断层活动的层状剪切箱,针对黏土地层展开两个离心机振动台试验,对比上覆土体中隐伏裂缝的影响。试验结果表明,当地层中不存在隐伏裂缝时,基岩走滑断层错动对两盘地层的非一致振动的影响不显著。当地层中存在隐伏裂缝,错动盘一侧土体的振动加速度幅值随振动循环次数的增加逐渐减小,固定盘和错动盘两侧土体出现非一致振动响应,固定盘一侧土体产生的超静孔压大于错动盘一侧。隐伏裂缝对土体非一致振动响应的影响范围受限于其在地层中的分布范围,探明隐伏裂缝上断点的埋深具有重要工程意义。 相似文献
6.
在一个矿区中矿体被断层破坏的现象是极为常见的,因此在地质勘探及矿山地质工作中对断层进行深入的研究非常重要。其任务有: 1.根据地表上出露的(或是勘探工程所揭露的)断层对各种地质体的错动情况来确定断层的性质,移距的方向和大小以及移距各分量的大小。 相似文献
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为研究2013年4月20日芦山Mw6.6地震的发震构造及孕震机理, 基于4月20日—6月1日地震序列中114次M≥3.0余震震源机制解, 深入分析了余震震源机制及震源区应力场的时空分布特征, 获得的主要认识如下: (1)芦山M≥3.0余震以逆冲型为主, 走滑型次之, 正断型最少, 震源机制P轴方位一致性较好, 以近NWW-SEE为优势方向, 倾角分布在0~30°, 表明余震活动主要受龙门山断裂所在的区域应力场控制; (2)芦山余震区压应力S1方位存在明显的局部空间分区差异, 以主震震中为界, 余震区南边S1方向总体呈NWW方向, 而余震区北边S1方向表现出由NW经EW向NE的逆时针旋转, 可能反映了余震区北边发震断层错动以逆冲为主兼有一定的走滑分量; (3)压应力S1方位随时间的变化不明显, 呈近NWW方向, 但其倾角逐渐变水平, 应力张量方差逐渐变大, 震源机制错动类型始终以逆冲为主, 随时间变的相对紊乱, 反映了震源区应力场随时间的调整变化特性; (4)深度剖面结果显示压应力方位与发震断层走向的夹角在80°~120°, 即近乎垂直, 震源断层面向NW倾斜, 芦山余震活动受控于近垂直发震断裂的挤压作用, 属于典型的逆冲断层. 相似文献
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构造地裂缝是地震活动在地表土层中遗留的痕迹,而现代构造地裂缝的运动常常映现了该地区活动断层的运动特性。本文运用富里哀调和分析及趋势分析等方法,对西安地裂缝近几年错动的特征进行了分析,发现西安地裂缝的水平、垂直、引张三向的错动具有趋势性变化及周期性变化的特征。世界上迄今为止对地裂缝的研究仅限于地质上宏观的考察及定性的分析,本文运用时间序列的最佳数字模型分析方法研究西安地裂缝的运动特征,为地裂缝及活动断层的研究工作提示了一个新的途径与方法。并为探讨西安地裂缝运动的机制及减轻地裂缝给城市建设带来灾害的 相似文献
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基岩逆断层错动引起上覆土体变形会导致地表及地下建筑的破坏,相应的变形预测模型仍较为缺乏,相关因素的影响规律尚未掌握。本文通过补余误差方程来表征逆断层错动引起的上覆土体变形,建立可预测不排水条件下上覆土体的变形理论计算模型,并通过离心机实验数据、数值模拟数据加以验证。对比分析结果表明,补余误差方程能表征基岩逆断层错动所引起的地表及地表以下土体变形。参数分析结果表明:基岩错动量的幅值对地表不均匀隆起区域范围的影响并不显著;形状参数的增加会使得地表不均匀隆起区域趋向集中;断层倾角的增加会使得地表不均匀隆起区域向断层上盘一侧偏移。 相似文献
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本文利用新的有限元方法研究了铲状正断层带在非均匀应力场下错动引起的位移场和应力场。研究发现：① 铲状正断层错动引起的断层面上的最大错距不是发生在地表,而是发生地表下面断层的中部;② 地表面最大水平位移和垂直位移都不是发生在地表断层上,而是发生在偏离断层一定距离的地方;③ 铲状正断层错动会在地表附近产生两个破裂区,一个在地表断层附近,一个在远离断层的上盘地表附近,这两个区与野外观测到的次生正断层区一致;④ 断层错动的应力降在断层内不是均匀的,最大值也是位于断层中部。 相似文献
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以乌鲁木齐市轨道交通1号线地铁区间隧道穿越九家湾断层为工程依托,开展地铁隧道分段式衬砌结构穿越倾角60°正断层的大型剪切错动模型试验,对断层错动模拟过程中的隧道结构变形、应变分布特征、围岩压力、开裂形态等关键力学特征进行监测分析,获得了正断层黏滑错动下的隧道结构响应规律。研究结果表明:(1)正断层黏滑错动影响下,断层面处的隧道拱脚处于压剪状态,断层面附近的上盘仰拱及下盘拱顶处于纵断面内的受拉状态,断层面两侧较大范围内的隧道仰拱内侧及墙脚外侧处于横断面内的大偏心受力状态;(2)断层错动后,隧道开裂破坏形态主要包括斜裂缝、纵向裂缝及环向裂缝;(3)正断层黏滑错动达到7.0cm(相当于实际错动量1.75m)后,上盘隧道结构的破坏范围为4.2D(D为隧道跨度),下盘破坏范围为2.4D,上盘破坏范围明显大于下盘。 相似文献
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针对断层冲击地压问题,通过建立断层-煤柱变形系统,得到了断层错动型冲击地压的发生条件,并对其主要影响因素进行分析。结果表明:当采空区宽度一定时,载荷随煤层塑性区宽度的变化是先增大再减小,达到临界载荷前,临界断层保护煤柱宽度随载荷增大而增大;当载荷一定时,采空区宽度随煤层塑性区宽度的变化是先增大再减小,达到临界采空区宽度前,断层保护煤柱宽度随采空区宽度的增大而增大,则保证断层保护煤柱宽度大于临界断层保护煤柱宽度,可避免断错型冲击地压的发生;当断层抗剪强度较大时,留设较窄的断层保护煤柱,断层错动型冲击地压也不会发生。根据工作面走向与断层位置的关系,选择合适的方法计算临界断层保护煤柱宽度,可避免断层错动型冲击地压的发生。研究结果为有效防治断层错动型冲击地压提供理论依据。 相似文献
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第四纪断层上断裂活动的群集及迁移现象 总被引：16，自引：1，他引：16
对许多第四纪断层上形成地表破裂的巨大滑动事件及错动位移状况的具体研究表明,在不同时间段它们的数量和强度是变化的,不均匀的。这种断层活动的不均匀性主要表现在两个方面:一是滑动事件的发生往往集中于一定的地段和一定的时间段,并与相对平静的阶段相交替,即所谓断裂活动的群集性;另一方面的表现是集中发生滑动事件段落(或区域)在空间上的迁移变化。这是中国大陆内部第四纪断层活动所表现出的主要特征之一。这方面的实例可见于许多活断层上。如沿郯庐断层、鲜水河断层以及河西走廊断裂带、阿尔金断裂带等。深入研究第四纪断层活动的这一不均匀特性对正确评估活断层的活动程度和潜在地震危险性具有实际应用意义。 相似文献
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坐落于中卫-同心活动断裂带中间部位的黄河黑山峡大柳树坝址,距F201发震断层垂直距离不足1.5km。统计表明,在青藏高原及其周缘地区,当发生Ⅶ级以上破坏性地震时,距发震断裂两侧3～5km的范围内都有可能出现断层的分支破裂、次生破裂等错断效应。大柳树坝址处于Ⅶ级以上地震时的分支破裂发生带内,因此,存在工程错断效应问题。三维有限元数值模拟结果表明,断层F201发生错动时,坝址地段断层F93、F39、F40相对于F201的错动比率处分别达到14.38%、12.00%和9.84%以上。 相似文献
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以滇中引水香炉山隧洞为背景工程,通过小尺度物理模型试验,对断层错动模拟过程中的隧洞上覆围岩破裂形态、衬砌破坏形态和裂纹发展、应变分布特征等关键响应特征开展试验分析,深入地研究了走滑断层错动影响下跨活断层铰接隧洞的破坏形式及破坏机制。在铰接隧洞抗错断设计参数作用机制方面,详细研究了衬砌节段长度、衬砌厚度、隧洞直径、隧洞轴线与断层带夹角、隧洞断面形式,衬砌材料力学特性等因素对铰接设计隧洞抗断性能的影响。研究结果表明:(1)当跨活断层隧洞不采用铰接设计时,在断层错动作用下隧洞破坏模式为剪切和弯曲组合破坏,衬砌破坏程度严重,存在剥离脱落现象。隧洞截面呈现椭圆化变形,整体坍塌趋势明显;在当前试验中,无铰接隧洞破坏范围达4Wf (Wf为断层带的宽度)。(2)当跨活断层隧洞采用铰接设计时,在断层错动作用下隧洞整体变形呈现S形,衬砌结构破坏形式为节段间的转动和错台,衬砌节段相对完整,破坏程度较轻;当前试验中,铰接隧洞破坏范围为2.14Wf,相较于无铰接隧洞减少48%,表明铰接设计可改变活断层错断作用下隧洞的变形破坏模式,并减小隧洞结构的... 相似文献
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新疆南天山库车坳陷区东秋里塔格断褶带构造特征及新活动性 总被引：2，自引：1，他引：1
库车坳陷是南天山中段新构造运动异常强烈的地区,内部发育有四排近EW向展布的逆断裂-背斜带,由南天山山前向塔里木方向依次为:山麓逆断裂-背斜带;喀桑托开逆断裂-背斜带;秋里塔格逆断裂-背斜带和亚肯盲逆断裂-背斜带.东秋里塔格背斜属秋里塔格逆断裂-背斜带东段部分,其构造运动尤为强烈.研究表明:东秋里塔格背斜是浅部滑脱面与其南翼逆冲断层共同形成的断层传播-滑脱混生褶皱,背斜南翼的浅层逆冲断层和深层的断坡构造是重要孕震场所.东秋里塔格浅部背斜核部的背冲式断裂和北翼的膝折属于派生的次级构造,断裂的规模、错动量有限.东秋里塔格背斜南翼逆断层最新活动错断Ⅱ级阶地砾石层,其活动年代至少为全新世早期,这次错动在地表留有3～4 km长的古地震破裂形迹,说明断裂具粘滑运动特征. 相似文献
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冀北承德地区张营子-六沟走滑断层及其构造意义 总被引：3，自引：0，他引：3
笔者等运用构造解析的方法,在对冀北承德县一带的研究中鉴别出一条走向为北北西到北西向的右行走滑断层。断层将沿线太古宙古老变质岩、元古宇蓟县系、青白口系右行错断,它也将一个早期形成的短轴背斜构造带右行错断。位移距离沿断层向南南东方向逐渐减小,由15～16km逐渐减小到12～13km。断层截止于平泉—古北口断裂南侧元古宙逆冲岩片前缘,并将逆冲岩片南侧寒武系和奥陶系错动形成右行不对称牵引褶皱。由于断层使下三叠统丁家沟组变形而中三叠统胡杖子组却自西向东稳定延伸,所以笔者等认为断层形成的时代为早三叠世末。该走滑断层的存在表明,燕山板内造山带早期逆冲构造通过一些横向走滑断层的调节,呈板条状向南逆冲的。另外,前人所确定的“承德推覆体”上的元古宇与实际上在中三叠世以前与其东南侧的元古宇是连为一体的,由于北北西向右行走滑断层的错动使它们被右行错开。 相似文献
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断层面摩擦强度是评价煤炭开采中应力扰动诱发断层滑动危险性的依据。依托晋城矿区成庄井田,采用理论分析和数值模拟计算方法,分析了断层面摩擦强度对深部地应力的约束机制,研究了成庄井田F13断层及其在不同摩擦强度条件下对回采工作面顶板稳定性、超前支承压力分布和断层滑动的影响规律。研究结果表明:地壳深部最大与最小主应力比值受断层面摩擦强度的限制,当其达到临界方向断层的摩擦强度极限时,断层就会发生滑动;断层破碎带的存在导致初始应力场扰动,形成断层带低应力区及高应力集中区,在回采过程中将直接影响煤层顶板移动变形和采动应力分布;断层面摩擦强度较小时,工作面开采至断层附近顶板下沉量及断层上下盘错动位移较大,支承压力峰值由大变小明显,断层面上剪应力与正应力的比值易达到断层面的摩擦系数,断层滑动的危险性较大。 相似文献
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《物探化探计算技术》2015,(6)
2013年8月31日四川省甘孜藏族自治州得荣县、云南省迪庆藏族自治州德钦县、香格里拉县交界地区发生的Ms5.9级地震,发震构造为德钦—中甸—大具断裂。采用基于聚类经验模态分解(EEMD)的HHT计算方法,对通过对震区附近架设的2个流动强震观测台站获取了的地震加速度记录进行时频分析,得到了不同台站加速度记录分量的边际谱、傅里叶谱及瞬时能量谱,量化提取了平均周期、中心频率和最大振幅等时频特性。研究结果表明:经过EEMD分解及谱分析所得到的FFT谱与Hilbert边际谱相比,随着频率的增加会放大其幅值;并且随着震中距的增加,最大地震动峰值加速度迅速衰减,加速度记录主频成分则随之增加。最后从四川境内近年来不同断层的错动类型与强震加速度记录的时频特性及Hilbert瞬时能量谱所反映的信号能量释放特点方面存在的差异,进行了分析研究,结果表明断层的错动类型对边际谱与傅里叶谱之间的关系影响不大,无论是走滑断层还是倾滑断层错动,Hilbert边际谱在低频处的地震动幅值均大于傅里叶谱的幅值,但断层的错动类型对能量随时间的释放过程影响较大。 相似文献
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本文根据安宁河断裂带新活动性的调研资料,建立起研究区地质—力学模型。通过有限元数值模拟,反演出区域应力—形变场的定量化图象。在此基础上进行流变有限元分析,深入研究断层的错动方式和强度以及应力积累随时间的变化。不仅阐明了安宁河断裂带现今活动性特征,而且从本质上揭示了研究区内强震活动的发生机制及条件。 相似文献