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运用岩石破裂过程分析RFPA^2D系统．研究了岩石介质宏观非均匀性（含裂纹）对宏观力学行为和微震序列类型的影响。通过对5种不同岩石介质结构的宏观非均匀性样本进行破裂过程的数值模拟,发现非均匀程度不同会产生不同地震序列类型,主要有：前震-主震-余震型、主震型和震群型。此外,对5种不同均质度系数的岩石样本破裂过程的模拟。结果表明,岩石介质结构的宏观非均匀性不仅对岩样宏观强度和宏观变形非线性行为有显著的影响,而且也显著地影响试样破裂模式。随着非均匀程度的降低,主破裂呈现脆断模式,而随着非均匀程度的增加而呈现韧性破坏特征。 相似文献
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运用岩石破裂过程分析RFPA2D系统,研究了断层上含非均匀性障碍体对地震序列类型的影响。通过对断层障碍体不同均质度系数m=1.1、m=1.5、m=6.0这3个样本进行破裂过程的模拟,发现均质度不同会产生不同地震序列类型,这些序列类型主要是前震主震余震型、主震型和震群型。此外,对3种不同均质度的障碍体的岩石样本破裂过程的模拟表明,岩石介质的非均匀性不但对岩样宏观强度和宏观变形非线性行为有显著的影响,而且对试样破裂模式也有显著的影响。 相似文献
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岩石介质中多裂纹扩展相互作用及其贯通机制的数值模拟 总被引：14，自引：0，他引：14
运用岩石破裂过程分析RFPA^2D系统，通过对岩石试样中预置的一组右行右阶雁列式裂纹扩展过程的数值模拟，研究了非均匀岩石介中多裂纹扩展的相互作用模式及其贯通机制。数植模拟再现的受压混合型裂纹扩展过程中逐步演变的全场变形过程，以及与细观非均匀性有关的声发射和断续扩展模式的“岩桥”现象，清晰地揭示出多裂纹扩展的相互作用及其贯通机制。模拟结果说明，对于岩石这种地质介质而言，忽略其非均匀性影响，可能会掩盖岩石变形与破裂过程中的许多与非均匀性有关的特殊现象，包括声发射或微震模式、岩桥或雁行断裂等。 相似文献
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为了研究复杂应力条件下的深基坑岩石细观破坏问题,本构方程采用由应变空间导出的弹塑性损伤细观力学模型,借助有限元计算方法,实现了岩石三维破裂过程的数值模拟。采用细观破坏单元网格消去法,实现了有限元模拟裂纹扩展过程;利用位移加载来实现岩石逐渐破裂过程;数值模拟灰岩单轴拉伸及压缩破坏试验、双轴拉伸破坏试验和三轴受压破坏试验,得到其非线性应力—应变曲线和不同载荷阶段弹塑性损伤破裂演化系列图像;分析细观非均匀性对岩石宏观破裂力学行为的影响。研究表明,在复杂应力条件下,随着围压增大,峰值抗压强度明显提高,塑性变形明显增大。本文研究对深基坑施工过程中预防工程事故的发生具有借鉴意义。 相似文献
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介质黏滞性质对余震活动影响的数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
假定主震破裂面上残余凹凸体的破裂导致余震,残余凹凸体尺度符合分形分布,在破裂面上随机分布,残余凹凸体破裂/失稳强度符合对数正态分布;以岩石圈下部粘弹介质震后应力松弛作为导致残余凹凸体破裂的动力输入,加载应力按负指数形式衰减;以库仑破裂准则作为失稳判据,考虑残余凹凸体破裂对附近区域的应力加载,在不同条件下模拟生成包含时、空、强三要素的人工"余震"序列。通过G-R关系及修改的大森公式,检测模拟输出与实际余震活动统计特征的吻合程度,以此作为进一步调整模型参数的依据。在此基础上重点讨论介质黏滞性质对余震活动的影响。结果显示:表征岩石物理特性的黏滞系数对余震活动持续时间、衰减快慢起重要的控制作用,黏滞系数与衰减系数之间显示负指数的相关关系。余震序列G-R关系与黏滞系数关系不大,主要受控于残余凹凸体的尺度分布,即与构造不均匀性关系更为密切。 相似文献
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致密砂岩普遍具有低孔、低渗及微裂缝发育的地质特征，并且呈现出很强的非均匀性.致密砂岩储层与常规砂岩储层比较，具有明显的岩石物理性质、渗流力学性质方面的差异.致密砂岩内部的非均匀性对弹性波频散、衰减有显著影响，其中包括孔隙结构的非均匀性，即岩石内部孔隙参数的不均一性，以及孔隙内部不相混溶流体的非均匀分布；此外，非均匀性的尺度也决定了波出现显著频散与衰减的频段.综合考虑致密砂岩孔隙结构非均匀性及流体斑块状饱和的非均匀性，本文采用双双重孔隙介质结构模拟了致密砂岩的弹性波响应，分析了同时具备两类非均质性岩石中的波传播特征.调查分析了两组分别来自中国鄂尔多斯盆地苏里格气田及四川盆地广安气田的不同类型致密砂岩储层的岩芯超声波实验数据，给出了岩石样本的弹性波速度频散与衰减曲线.结果显示理论模型预测结果与完全饱和、部分饱和岩石的实验数据吻合良好.对两个地区致密砂岩岩芯数据进行对比分析，苏里格致密砂岩样本总体上比广安致密砂岩渗透率高，在各孔隙度范围内，特征模拟显示苏里格样本的裂隙尺寸明显大于广安样本.广安致密砂岩在低孔隙度范围内发育了更多、更小的颗粒裂隙/接触.致密砂岩的速度频散与衰减结果受流体黏度、晶体破裂及流体斑块状饱和的共同影响.此外，孔隙度越大，部分饱和岩石中斑块状饱和机制对总衰减的贡献越低，与之相对，结构非均质性所占的比重则有所增强. 相似文献
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对某些类型的主震事件, 进行中短期预测也许是可能的. 利用Varnes, Bufe和Varnes提出的破裂时间法模拟前兆地震能量加速释放模型,通过实际观测资料与理论公式的拟合, 可以建立主地震事件的中短期预测技术, 用以确定表示主震的地点、时间和震级大小. 本文使用的是云南区域台网的地震目录资料，覆盖的时间段为1965~2002年. 统计分析表明，在此37年时间内，等于或大于2.5级地震资料是相当完整的. 本文对云南地区的30次主震事件进行了模拟，其中25次主震事件由前兆序列模拟得到的预测时间和震级与实际值相当接近，主震震级预测精度约0.57个震级单位，假定已知前兆序列中最后一次事件，则预测主震发生时间误差约0.64年.对另外的5次主震事件，由于没有足够的前兆事件来充分确定前兆能量加速曲线或是存在对能量加速释放曲线的干扰事件，而不能进行破裂时间法模拟.本文的研究结果还表明，由于云南是破坏性地震和中小地震活跃的地区，因此，主地震与前兆事件最佳搜索半径不存在明显的线性关系.主震矩与系数k，m之间存在强烈的相关性，利用主震地震矩与系数的关系和限制指数m的取值范围，可进一步缩小预测时间和预测震级的最佳拟合区范围，提高了模拟主震事件的预测精度. 本文采用破裂时间法对30次主震事件进行拟合，80％以上获得了较好的结果. 显示出该方法在预测已知主震事件序列的能力方面大有希望，因此，利用前兆事件对未来主震事件进行中短期预测的前景是令人鼓舞的. 相似文献
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混凝土灌芯纤维增强石膏板T形节点构件抗震性能试验研究 总被引：6，自引：0，他引：6
本试验对4组混凝土灌芯纤维增强石膏板T形纵横墙节点构件进行了低周反复试验研究,分析了混凝土灌芯纤维增强石膏板T形节点构件在水平低周反复荷载和常竖向荷载共同作用下的抗震性能(包括承载能力、变形能力、刚度退化、滞回环和耗能能力)以及结构的破坏特征,并对不同配筋形式的构件作了相应对比分析,得出了混凝土灌芯纤维增强石膏板T形节点构件配置水平拉接筋形式可以取代配置箍筋形式和抗剪性能优于普通砌体纵横墙节点构件的结论,为混凝土灌芯纤维增强石膏板结构的纵横墙节点抗震设计提供一定的试验依据和理论指导。 相似文献
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Weak Zone Related Seismic Cycles in Progressive Failure Leading to Collapse in Brittle Crust 总被引：2，自引：0，他引：2
Until quite recently our understanding of the basic mechanical process responsible for earthquakes and faulting was not well known. It can be argued that this was partly a consequence of the complex nature of fracture in crust and in part because evidence of brittle phenomena in the natural laboratory of the earth is often obliterated or obscured by other geological processes. While it is well understood that the spatial and temporal complexity of earthquakes and the fault structures emerge from geometrical and material built-in heterogeneities, one important open question is how the shearing becomes localized into a band of intense fractures. Here we address these questions through a numerical approach of a tectonic plate by considering rockmass heterogeneity both in microscopic scale and in mesoscopic scale. Numerical simulations of the progressive failure leading to collapse under long-range slow driving forces in the far-field show earthquake-like rupture behavior. En Echelon crack-arrays are reproduced in the numerical simulation. It is demonstrated that the underlying fracturing induced acoustic emissions (or seismic events) display self-organized criticality—from disorder to order. The seismic cycles and the geometric structures of the fracture faces, which are found greatly depending on the material heterogeneity (especially on the macroscopic scale), agree with that observed experimentally in real brittle materials. It is concluded that in order to predict a main shock, one must have extremely detailed knowledge on very minor features of the earth's crust far from the place where the earthquake originated. If correct, the model proposed here seemingly provides an explanation as to why earthquakes to date are not predicted so successfully. The reason is not that we do not understand earthquake mechanisms very well but that we still know little about our earth's crust. 相似文献
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The transmission of seismic waves in a particular region may influence the hydraulic properties of a rock mass, including permeability, which is one of the most important. To determine the effect of a seismic wave on the hydraulic behavior of a fractured rock mass, systematic numerical modeling was conducted. A number of discrete fracture network(DFN) models with a size of 20 m × 20 m were used as geometrical bases, and a discrete element method(DEM) was employed as a numerical simulation tool. Three different boundary conditions without(Type Ⅰ) and with static(Type Ⅱ) and dynamic(Type Ⅲ) loading were performed on the models, and then their permeability was calculated. The results showed that permeability in Type Ⅲ models was respectively 62.7% and 44.2% higher than in Type I and Type Ⅱ models. This study indicates that seismic waves can affect deep earth, and, according to the results, seismic waves increase the permeability and change the flow rate patterns in a fractured rock mass. 相似文献