A numerical method for the study of shear band propagation in soft rocks     

Marta Castelli  Andrea Allodi  Claudio Scavia 《国际地质力学数值与分析法杂志》2009,33(13):1561-1587

This paper investigates the possibility of interpreting progressive shear failure in hard soils and soft rocks as the result of shear propagation of a pre‐existing natural defect. This is done through the application of the principles of fracture mechanics, a slip‐weakening model (SWM) being used to simulate the non‐linear zone at the tips of the discontinuity. A numerical implementation of the SWM in a computation method based on the boundary element technique of the displacement discontinuity method (DDM) is presented. The crack and the non‐linear zone at the advancing tip are represented through a set of elements, where the displacement discontinuity (DD) in the tangential direction is determined on the basis of a friction law. A residual friction angle is assumed on the crack elements. Shear resistance decreases on elements in the non‐linear zone from a peak value at the tip, which is characteristic of intact material, to the residual value. The simulation of a uniaxial compressive test in plane strain conditions is carried out to exemplify the numerical methodology. The results emphasize the role played by the critical DD on the mechanical behaviour of the specimen. A validation of the model is shown through the back analysis of some experimental observations. The results of this back analysis show that a non‐linear fracture mechanics approach seems very promising to simulate experimental results, in particular with regards to the shear band evolution pattern. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

Mohr-Coulomb准则下基于滑动面深度的边坡参数反分析方法   总被引：1，自引：0，他引：1  

孙志彬  杨小礼  张胜 《岩土力学》2014,35(5):1323-1328

利用上限定理与强度折减法,提出了一种新的边坡反分析方法。该方法基于边坡的滑动面形状,不需要位移、应力等监测数据。分析边坡的临界滑动面位置与强度参数的关系,可以发现,当边坡的几何形状、土体重度以及孔隙水压力分布确定,则临界滑动面的形状只与土体黏聚力c、内摩擦角φ的关系式c/tanφ有关,并在此基础上引入边坡的无量纲系数c,λcφ。利用极限分析上限定理与强度折减法,得到了边坡临界滑动面方程,提出了其深度的计算公式,建立了边坡c,λcφ值与滑动面深度的关系。通过已有边坡的反分析实例,验证了方法的正确性和有效性。  相似文献   

2001年昆仑山口西MS8.1地震地表同震位移分布特征   总被引：10，自引：1，他引：9       下载免费PDF全文

陈杰  陈宇坤  丁国瑜  王赞军  田勤俭  尹功明  单新建  王志才 《地震地质》2004,26(3):378-392

沿长约 4 2 6km的 2 0 0 1年昆仑山口西MS8 1地震地表破裂带共获得 2 91个点的地表同震水平左旋位移数据 ,并在其中 1 1 1个点获得了垂直位移数据。该地震总体以左旋水平位移为主 ,兼具一定的垂直位移。最大地表左旋水平位移值可达 6 4m ,平均水平位移约为 2 7m ,绝大多数测点的垂直位移均 <1m。地表水平位移沿主破裂带走向位移梯度变化于 1 0 - 1～ 1 0 - 4之间 ,这一起伏变化可能起因于野外测量误差、沿主破裂带岩性或松散沉积物厚度的变化、地表破裂带几何结构的不均匀性、地表破裂走向的变化、不同破裂段在昆仑山口西 8 1级地震之前的地震中滑动量的起伏变化 ,以及大量非脆性变形、次级破裂的存在等。水平位移沿主破裂带的长波长 (数十公里至数百公里 )起伏变化较有规律 ,在布喀达坂峰以东表现为分别以 5个水平位移峰值为中心而有规律地起伏变化。这5个位移峰值分别对应于不同的次级地震地表破裂段。各破裂段水平位移峰值均向阶区或拐点逐渐衰减 ,不同地表破裂段位移峰值向两侧衰减的速率是不同的 ,这种位移梯度的不对称分布可能指示了地震破裂的扩展方向。上述位移分布特征真实地反映了地表可见脆  相似文献   

层滑构造煤岩体微观特征及其应力应变分析   总被引：8，自引：1，他引：7       下载免费PDF全文

琚宜文  姜波  王桂梁  胡超 《地质科学》2004,39(1):50-62,91,T001,T002

层滑构造在煤层及其顶、底板间普遍发育,它对地质勘探、煤矿生产、矿井工程灾害防治以及煤层气的开发等方面都有着重要影响。本文以淮北煤田海孜煤矿为例,在研究宏观层滑构造带组合特征的基础上,探讨了层滑构造的微观特征和形成机理。构造煤是层滑引起的煤层流变最显著的特征之一。通过对构造煤与构造岩的微观特征测试,发现层滑运动除了产生脆性变形外,还产生较强烈的塑性变形。利用煤镜质组光率体各向异性和构造岩组构,结合层滑构造的实测数据进行了煤岩体应力、有限应变分析。结果表明:层滑构造以顺层剪切为主,煤层受力的主要方向为NW-SE向。  相似文献   

A Simple Monte Carlo Method for Locating the Three-dimensional Critical Slip Surface of a Slope   总被引：2，自引：0，他引：2  

XIE Mowen Institute of Environmental Systems  Kyushu University  Hakozaki --  Higashi Ku  Fukuok  Japan College of Resource Engineering  the University of Science  Technology Beijing  Xueyuan Ro  Haidian District  Beijing  China 《《地质学报》英文版》2004,78(6):1258-1266

Based on the assumption of the plain-strain problem, various optimization or random search methods have been developed for locating the critical slip surfaces in slope-stability analysis, but none of such methods is applicable to the 3D case. In this paper, a simple Monte Carlo random simulation method is proposed to identify the 3D critical slip surface. Assuming the initial slip to be the lower part of a slip ellipsoid, the 3D critical slip surface is located by means of a minimized 3D safety factor. A column-based 3D slope stability analysis model is used to calculate this factor. In this study, some practical cases of known minimum safety factors and critical slip surfaces in 2D analysis are extended to 3D slope problems to locate the critical slip surfaces. Compared with the 2D result, the resulting 3D critical slip surface has no apparent difference in terms of only cross section, but the associated 3D safety factor is definitely higher.  相似文献   

Sentinel-1 SAR数据约束的2018年谢通门M_W5.8地震同震破裂模型     

倪乙鹏  聂兆生  熊维  陈威  余鹏飞 《大地测量与地球动力学》2021,41(6):589-594

通过Sentinel-1卫星升降轨数据获取谢通门地震的同震形变场,并基于均匀弹性半无限位错模型反演地震的同震滑动分布模型。InSAR同震形变场表明,升降轨视线向最大形变量分别为0.049 m和0.051 m,形变场长轴大致呈南北方向,位于甲岗-定结断裂西侧。通过对倾角和倾向进行格网搜索发现,西倾节面更可能为该地震的发震节面。反演结果表明,滑动分布主要位于2~10 km深度范围内,平均滑动量为0.02 m,最大滑动量为0.10 m,发震断层倾角为47°,平均滑动角为-81.60°,显示该地震以正倾滑动为主。大地测量数据约束的该地震震中为30.27°N、87.75°E,震源深度为6.58 km,释放地震矩为5.056×10¹⁷ Nm,对应矩震级为M_W5.7,与GCMT、USGS公布的震级基本一致。综合分析震中位置和滑动机制认为,甲岗-定结断裂的分支断层为本次谢通门地震的发震断层。  相似文献   

青藏高原西部及邻区构造应力场反演和断层滑动趋势分析     

杨颖  解朝娣  徐彦  相传芳  刘本玉 《大地测量与地球动力学》2022,42(7):694-699

基于Global CMT提供的1976-01-01~2015-12-31期间1 255个M_W≥3.5地震的震源机制解,利用FMSI方法对青藏高原西部及邻区（新疆西部地区）应力场进行反演,得到区域应力场特征,并分析西昆仑断裂带及阿尔金断裂带的断层滑动趋势。结果表明,青藏高原西部及邻区的最大主压应力轴σ1整体呈NNE-SSW向,自西向东顺时针旋转;最小主压应力轴σ3整体呈NWW-SEE向。最大主压应力轴σ1倾角大小约为5°~9°,说明该地区的构造应力场以水平运动为主。西昆仑断裂带及阿尔金断裂带具有较强的滑动趋势（T_s≥0.5）,说明西昆仑断裂带及阿尔金断裂带未来失稳滑动的可能性较大。  相似文献   

新疆阿尔泰山南部富蕴右旋走滑断裂带晚第四纪错断水系的遥感分析研究   总被引：2，自引：2，他引：0       下载免费PDF全文

张之武  付碧宏  Yasuo Awata 《第四纪研究》2008,28(2):273-279

富蕴断裂带位于阿尔泰山南侧,横切阿尔泰山褶皱带南缘及额尔齐斯深断裂,是一条呈北北西向展布的右旋走滑断裂带。沿断裂带发育一系列错断水系、错断冲积扇、挤压脊、走滑拉分盆地等反映右旋走滑活动的典型构造地貌标志。本研究在高分辨率遥感图像和数字高程模型分析的基础上,结合野外实地构造地貌测量,对沿富蕴断裂带发育的系统错断水系特征进行了详细分析研究。研究结果表明,沿富蕴断裂带发育不同级别的错断水系,大致可划分为6级:1931年地震形成的冲沟;90m左右断距的错断水系;150m左右断距的错断水系;500m左右断距的错断水系;1500m左右断距的错断水系;2000m以上断距的错断水系。同时,结合研究区及邻区的第四纪冰川资料讨论了不同级别水系可能形成时间:恰尔沟三级支流可能形成时间为末次冰期Ⅲ阶段末期,约20ka;恰尔沟二级支流可能形成时间为末次冰期Ⅰ阶段末期,约120ka;恰尔沟一级支流可能形成于该地区冰川广泛消融的倒数第2次冰期的Ⅱ阶段末期,约为250ka;恰尔沟、水磨沟、白杨沟、乌铁布拉克河、卡布尔特河等可能形成于倒数第3次冰期Ⅱ阶段末期,约为360ka。最后,我们估算出富蕴断裂带晚第四纪以来的平均右旋走滑速率为1.46～4.99mm/a。  相似文献   

利用GPS组合观测值探测与修复周跳算法实现     

袁本银  高成发  陈春花 《测绘科学》2008,(Z1)

本文在目前常用的周跳探测和修复方法的基础上,根据相位减伪距组合,Melbourne-Wübbena组合,电离层残差组合三种GPS组合观测值优缺点互补,将这三种组合观测值有机结合产生可靠的探测与修复周跳算法并用程序实现,通过实例分析证明此算法能够探测和修复任意大小的周跳。  相似文献   

走滑断裂古地震探槽选址范例   总被引：1，自引：1，他引：0  

袁兆德  刘静  李占飞  邵延秀  李志刚  王鹏  王伟  姚文倩 《地质通报》2016,35(11):1807-1828

探槽选址直接决定了古地震研究的质量,且理想探槽位置具有稀缺性。在收集82篇国内外走滑断裂古地震研究论文的基础上,分析了长序列古地震探槽选址和同震位移探槽选址的构造地貌共性特征。长序列古地震探槽一般布设在断塞塘、拉分盆地、小型湖盆、闸门脊汇水一侧及比较平缓的冲洪积扇或大型冲洪积扇末端等地貌位置。这些地貌位置的共同特征是位于连续的、较高沉积速率的沉积环境,且通常富集14C测年物质。在探槽选址的过程中,不仅要对现今沉积环境,也要对其古地理环境进行评价。然而以发掘古地震同震位移为目的的探槽选址则不同,成功的研究点往往较频繁发生侵蚀和下切事件,其中冲沟是最常见的地貌标志。探槽布设以垂直和平行探槽为主,采取逐次掘进或相间平行排列的方式开挖。由于理想探槽位置的稀缺性,所以在这些优质的探槽点一定要开展长期详细地深入研究,最大限度获得古地震事件的长序列,同时也要注意新技术和新方法的应用。  相似文献