基于微观尺度的页岩损伤破裂数值试验     

崔恒涛  邬忠虎  娄义黎  左宇军  孙文吉斌  刘镐 《煤田地质与勘探》2020,48(5):137-143

为正确认识下寒武统页岩微观尺度破裂特征及声发射信号演化规律，基于数字图像处理技术对含石英充填的页岩进行非均匀性表征，采用岩石真实破裂分析系统RFPA2D-DIP建立数值模型，模拟页岩在不同围压作用下的破坏过程。试验结果表明:在微观尺度结构下，页岩破裂模式大致可归纳为3种形式，分别为倒V形（0、2 MPa）、V形（6 MPa）和倒Z形（10 MPa）。由于石英矿物颗粒分布不规律且具有非均匀性，导致应力分布对页岩微观结构产生显著差异。单轴时，累计声发射（简称AE）表现为“平缓-线性-平缓-稳定”模式；围压为2 MPa时，累计AE表现为“平缓-非线性-激增-平缓-稳定”模式；围压为6、10 MPa时，累计AE表现为“平缓-非线性-稳定”模式。页岩的破裂模式和微观结构破坏规律为页岩气的压裂开采提供重要的理论指导。   相似文献   

动态应力触发研究进展     

陈昊  冀战波  王琼  苏金波 《中国地震》2020,36(3):442-459

本文从库仑破裂应力与动态应力触发原理、观测事实与研究现状以及存在的问题与展望等3个方面介绍了动态应力触发的研究进展。其中,在主震对余震活动、强震对后续远场地震活动、不同破裂类型的地震之间及强震对火山(泥火山)的动态应力触发作用、一次大地震中子事件之间的动态应力触发关系以及动态应力触发的时间延迟等方面进行了详细讨论。分析认为,动态应力触发理论在解释震后余震分布、远程触发以及对火山触发性喷发等方面得到了较好的结果;动态应力触发可能会受断层破裂方式和方向的影响;大地震中子事件之间的动态应力触发关系对震源研究有重要意义;动态应力触发现象普遍存在时间延迟。  相似文献   

三星堆城墙干缩裂缝开裂与扩展机理     

曲瑾  马建林  杨柏 《工程地质学报》2020,28(3):610-618

针对土遗址干缩裂缝病害，以三星堆月亮湾城墙剖面为依托，探讨干缩裂缝的开裂条件、扩展特征以及失稳扩展条件。研究结果有助于揭示土遗址开裂规律，对遗址保护的工程实践具有指导意义。针对月亮湾城墙土体进行室内干燥试验，通过电子天平记录试样失水过程，采用图像分析技术得到裂缝的开裂与扩展过程，利用数字图像相关技术得到开裂过程的位移场与应变场。结果表明:试样表面缺陷降低了开裂所需的拉应力，缺陷与边界的距离越小，引发开裂的缺陷临界尺寸就越小，因此裂缝更易在试样边界附近缺陷处产生；根据断裂力学理论，考虑含水率对土体性质的影响，裂缝失稳扩展需满足应力强度因子对含水率的增加率大于断裂韧性；理论推导出裂缝失稳扩展临界长度的计算方法，该方法初步得到了实测数据验证；随着含水率从45.6%降低到29.1%，失稳扩展临界长度与试样宽度比值从0.109减小到0.024，含水率越低裂缝越易进入失稳扩展阶段，开裂处一个微小的缺陷就可能引发裂缝的快速扩展；对土遗址表面进行保护时，应着重修补分布在土层边界区域的大尺寸缺陷；定期监测土遗址临空面，一旦发现开裂，应及时对裂缝及其附近缺陷进行修复，以防止裂缝失稳扩展。  相似文献   

云南中甸-大具断裂上新发现的地震地表破裂带   总被引：1，自引：0，他引：1  

程理  苏刚  李光涛  尹功明  吴昊  余建强 《震灾防御技术》2019,14(4):797-809

中甸-大具断裂是川滇菱形块体的西南边界，总体走向310°—320°。近年来我们对该断裂进行了1:50000条带状地质填图，发现了断裂活动的地质地貌证据。其中，在丽江大具盆地内（金沙江右岸）沿断裂新发现一处典型地震地表破裂带，长约600m，宽120m左右，主要表现为地表挤压鼓包、挤压垄脊、张裂缝、挤压阶区等，呈NW走向，与中甸-大具断裂走向基本一致。野外工作中，我们详细记录和测量了地表破裂的破裂样式、破裂规模和相关定量数据，利用旋翼无人机测绘了地表破裂带的形态和展布，获得了高精度DEM，分析了地表破裂表现出的运动性质。在已有资料的基础上讨论了地表破裂的形成时代、归属、震级大小，简要分析了其发震断层。新地震地表破裂带的发现为进一步研究中甸-大具断裂活动特征、古地震及地震危险性提供了基础资料。  相似文献   

地震预警中震级及地震影响场估测方法研究          下载免费PDF全文

刘辰 《地震科学进展》2019,(2):43-44

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2017年九寨沟M_S7.0地震对周围地区的静态应力影响          下载免费PDF全文

靳志同  万永革  刘兆才  黄骥超  李瑶  杨帆 《地球物理学报》2019,62(4):1282-1299

基于九寨沟M_S7.0地震的破裂模型及均匀弹性半空间模型，本文计算了该地震在周围主要活动断层上产生的库仑应力变化、在周围地区产生的应力场和位移场和同震库仑应力变化对余震的触发.结果表明：（1）九寨沟地震造成虎牙断裂中段库仑破裂应力有较大增加，已经超过0.01 MPa的阈值，虎牙断裂北段、塔藏断裂中段和岷江断裂北段北部的库仑破裂应力有较大降低，因此尤其要注意虎牙断裂中段的危险性.（2）水平面应力场在该地震震中东西两侧增加（拉张），张应力起主要作用.在震中南北两侧降低（压缩），压应力起主要作用.从水平主压和主张应力方向来看，均呈现出条形磁铁的磁场形态.从剖面上的应力场来看，在上盘的面膨胀区域内，大部分点的主张应力方向与地表是垂直的，在其他区域内，主张应力和主压应力均以震中为中心，向外呈辐射状.（3）从地表水平位移场来看，震中东西两侧物质朝震中位置汇聚，南北两侧物质向外流出，在震中处的最大水平位移量达43 mm.从地表垂直位移场来看，震中南北两侧出现明显的隆升，隆升最大值达56.8 mm.震中东西两侧出现明显的沉降，沉降最大值达74.5 mm.从剖面的位移场来看，九寨沟地震为左旋走滑地震，且有一定的正断成分.由分析可以推测该断层破裂在大致22~26 km的深度上就截止了.并推测下盘物质运动的动力来自震源北东东方向（四川块体）深度在6~30 km的下盘下层物质，上盘物质运动的动力来自震源北西西方向（巴颜喀拉块体）深度在0~6 km的上盘上层物质.（4）通过计算不同深度上主震对余震的触发作用可知，主震后的最大余震受到了主震的触发作用，多数其他余震也受到主震的触发作用.主震的发生促使了库仑应力增加地区余震的发生，抑制了一部分库仑应力减少地区余震的发生.  相似文献   

隐伏正断层错动致地表破裂变形特征的研究     

齐剑峰  郝文拯  王晓明  张江伟 《震灾防御技术》2019,14(3):628-639

通过建立三维计算模型，对隐伏正断层在均匀错动、倾斜错动和翘倾错动方式下地表土体的应力路径、破裂和变形特征进行了研究。根据地表破裂临界值，分析了工程建设“避让带”的宽度和起始位置的变化特征。根据行业规范，提出工程建设“关注带”的确定方法，分析了“关注带”的宽度和起始位置的变化特征，得到以下主要结论:①在断层错动过程中，位于两侧的地表土体应力路径变化明显不同，下盘一侧和上盘一侧分别以三轴拉伸和三轴压缩为主；②地表强变形带与地表破裂带的分布并不一致，需要综合考虑等效塑性应变和总位移比2个指标来评价同震地表错动对建筑物的影响；③当隐伏断层错动的垂直位移达到3m时，工程建设“避让带”的宽度在10—90m范围内变化，受上覆土体厚度和断层倾角的影响最大，而工程建设“关注带”的宽度在150—400m范围内变化，受上覆土体的性质影响最大。  相似文献   

局部山体地形对断层动力学破裂过程的影响研究   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

王铭锋  郑傲  于湘伟  章文波 《地震学报》2018,40(6):737-752

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   

利用近场高频GPS、 强地面运动和远场地震波形数据联合反演2008年汶川M_S8.0地震的震源时空破裂过程     

孟国杰  苏小宁  王振  廖华 《地震》2018,38(2):11-27

联合近场GPS测站1-Hz运动学位移、 强震仪加速度波形和全球台站P震相波形作为约束, 以时空滑动分布约束条件和ABIC模型参数选择方法, 结合先验的滑动方向变化范围, 反演2008年汶川M_S8.0地震的震源时空破裂过程, 给出了能够综合反映震源破裂过程的统一模型。 结果表明, 汶川地震总体上存在4个主要的破裂区, 最主要的一个破裂区位于震源东北40~120 km, 断层面上的最大位错量约为10 m, 主体滑动分布在2~20 km深度范围, 破裂达到地表; 第二个主体破裂区位于断层破裂带南段, 最大滑动量达到6 m; 另外2个主体滑动区位于断层破裂带北段, 但滑动破裂量小于断层南段破裂区的滑动量, 滑动破裂值最大值为4 m, 超过1 m的区域在走向上超过70 km。 反演得到的断层滑动模型的地震矩为9.5×10²¹ Nm, 相应的矩震级为M_W7.95。 汶川地震破裂表现为单侧破裂, 起始破裂在汶川下方16 km深度, 向东北方向一致性地传播, 过程持续~120 s。 在地震发生后0~10 s内, 破裂集中在震源起始破裂区, 滑动破裂值为~1.0 m, 之后破裂向东北方向扩展, 震后20~40 s是主要的破裂时段。 在40~60 s, 破裂跨越断层南段和北段。 在80~90 s破裂最大值开始下降, 在100~110 s时, 下降为~0.5 m, 在110~120 s时, 下降为~0.1 m。 加入近场GPS测站1-Hz 波形数据与近场强震仪波形和远场长周期体波联合反演, 提高了震源破裂模型的空间分辨率, 特别是浅部滑动破裂区的分辨率, 反演的最大滑动破裂值比不用1-Hz 波形数据反演的结果增大, 表明近场1-Hz GPS波形数据对于揭示汶川地震的时空破裂过程具有重要的作用。  相似文献   

地震破裂模型约束的中国阿里地震三维形变场          下载免费PDF全文

温扬茂  冯怡婷 《武汉大学学报(信息科学版)》2018,43(9):1369-1375

利用环境卫星（Environmental Satellite,Envisat）的升、降轨数据在地震破裂模型约束下获取2007年阿里地震的高质量同震地表三维形变场。首先,对合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）影像进行差分干涉处理,得到地震造成的视线向同震地表形变场;然后,以地震破裂模型为约束条件,采用赫尔默特方差分量估计法来解算阿里地震的高质量地表三维同震形变场。结果表明,震中区域最大下沉达约4.7 cm,东西向位移较小,南北向呈挤压趋势。总体上,三维形变的特征表明阿里地震是一个以正倾滑为主兼少量右旋走滑运动的地震事件。  相似文献