岩石剪切破裂过程能量损耗的评估

岩石剪切破裂(准静态)过程的能量特征通常用剪切破裂能来表征.但从严格意义上讲,经典的剪切破裂能定义是建立在剪切破裂过程中破裂面上摩擦应力不变的基础上,而岩石剪切破裂行为特性是随环境     

雁行构造力学解析与控震意义

用弹性稳定理论和非线性破裂准则研究雁行褶皱及其次生断裂的力学成因和规律, 得出剪切带在广义边界(拉剪、纯剪或压剪)力作用下的雁行褶皱雁列角与边界应力比值, 以及与雁列间隔的定量关系。作为应用实例, 研究了太行山东麓雁行褶皱构造的位移场、应力场、形变能分布、次生破裂状态以及破裂释放的能量。研究结果表明:雁行褶皱核部为最大主(压)应力、最大剪应力、形变能高值区。在该区容易产生与褶皱轴接近平行或成小角度斜交的压剪性破裂, 从而证明雁行褶皱的次生断裂是控制强烈地震的一种机制。      

柳州官塘片区红粘土剪切波速与埋深的相关性分析

根据广西柳州市官塘片区地震小区划45个钻孔的红粘土土层剪切波速实测数据,对其剪切波速与埋深的相关性进行了研究,结果表明:(1)红粘土的剪切波速随埋深增加的变化规律符合幂函数规律,经验公式为VS=200.4H0.143(R2=0.756);(2)与其它地区粘性土的剪切波速分布规律相比,官塘片区红粘土在埋深较浅时具有较高的剪切波速,随埋深增加其剪切波速递增率减小;(3)所建立的经验公式用于该地区实际工程预测红粘土的剪切波速效果好于《构筑物抗震设计规范》推荐的经验公式,可供当地实际工程估算研究红粘土的剪切波速借鉴使用。     

三轴实验测定的几种地壳岩石在高压下的剪切断裂参数

本文从地震失稳分析的角度,认为剪切裂纹(断层)扩展的滑动弱化模型可以由下列参数系统表征:断裂能G,弱化带大小ω,特征位移δ~*或平均特征位移(?),应力降τ_p—τ_f和应力下降函数h;采用三轴实验方法对一些地壳岩石在高围压/正应力条件下的断裂参数进行了测定并就岩石在高压下的剪切断裂参数的一般特征等问题进行了讨论。     

缝高比对FRP拉挤型材软化关系的影响

为研究FRP拉挤型材拉伸软化特性,对顺纤维方向切口梁采用了三点弯曲试验,试件初始缝高比分别为0.2、0.3、0.4和0.5。试验测定了试件的荷载-挠度(P-δ)曲线、荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线和荷载-裂缝尖端张开位移(P-CTOD)曲线,结果显示FRP拉挤型材断裂过程包括3个阶段:线性阶段、稳定阶段与失效阶段,表现为准脆性断裂破坏。应用P-δ曲线计算试件断裂能,再根据拉伸强度、断裂能以及变形关系建立双线性拉伸软化曲线。总断裂能由微裂纹断裂能和纤维桥连断裂能组成,研究表明:总断裂能大小不受初始缝高比影响,微裂断裂能约占总断裂能的60%;拉伸软化曲线受初始缝高比影响明显,建立了相应的函数公式。     

三轴压缩下大理岩剪切断裂能的测定

本文采用山东掖县大理岩岩样,在800t高温高压伺服三轴流变仪上,对大理岩在室温和不同国压条件下进行连续加载和循环加载实验,并用Rice提出的滑动弱化模型,分别对大理岩在上述围压和加载条件下的剪切断裂能进行测定和计算,得到了在不同围压下大理岩剪切断裂能的变化情况,以及加载方式对大理岩剪切断裂能造成的影响,并对所得结果进行了初步分析和讨论.     

红河断裂带大型右旋走滑运动发生时代的地质分析与FT测年

红河断裂带后期大型右旋走滑运动在地质上表现为: 北段-滇西北的正断裂陷南东向伸展变形和中南段的右旋剪切断错. 通过对剑川、弥渡东南、元江、元阳等典型断裂段中新世以来地层变形与断裂活动关系的研究, 认为红河断裂带于中新世以来有过2期正断剪切为主的断裂右旋活动. 对采自上述典型断裂段内与断裂右旋剪切活动相关的样品进行了磷灰石裂变径迹测年(简称FT测年, 下同), 同时以所测单颗粒年龄及围限径迹长度, 选择Laslet退火模式完成样品所经热历史的反演计算得出: 断裂带在(5.5±1.5)和(2.1±0.8) MaBP, 有过2次明显的断层剪切错动. 断裂中南段元江-元阳—带在3.6~3.8 MaBP及1.6~2.3 MaBP发育2期山体快速隆升, 这与红河断裂中新世末以来存在上述二次右旋正断位错事件相对应.     

甘东南地区地壳介质各向异性特征

利用甘肃数字地震台网(2001 -2008年)的观测资料,采用SAM分析方法进行剪切波分裂,获得了甘东南地区7个台站319条剪切波分裂参数.结果表明甘东南地区快剪切波平均偏振方向与该区域最大主压应力方向一致,是区域应力环境的较好描述;位于活动断裂上或几条活动断裂交汇部位的台站的快剪切波偏振优势方向大多数与对控震的活动断裂走向一致;复杂的局部构造会影响剪切波分裂结果,造成偏振优势方向与主要活动断裂走向不一致,或与区域主压应力相差较大的现象.     

基于密集流动地震台网资料研究古冶—滦县地区上地壳各向异性

自唐山地区发生7.8级地震以来,古冶—滦县地区一直为唐山地震的余震频发区.该地区断裂和地质构造十分复杂,这些断裂的破碎程度有哪些差异?这是地震学家所关心的问题.本文使用在古冶—滦县地区布设的密集流动地震台网2020年8月—2021年7月近一年的波形记录,采用剪切波分裂原理通过对古冶—滦县地区上地壳各向异性研究来揭示这些问题.得到以下结论：(1)古冶—滦县地区快剪切波平均偏振方向为NE86.2°±27.8°,慢剪切波平均时间延迟为2.37±1.25 ms·km^-1.快剪切波偏振第一优势方向为ENE向,与区域背景主压应力方向一致;第二优势方向为NE向,该方向揭示了研究区域断裂主要以NE向为发育的构造意义.(2)唐山断裂带附近台站快剪切波偏振方向均显示出NE向的第二优势方向,与断裂走向一致.断裂附近台站慢剪切波时间延迟较高,各台站时间延迟差异较小,表明区域各向异性程度较强,断裂沿NE向破碎程度较强且破碎均匀.(3)滦县—乐亭断裂和卢龙断裂附近台站快剪切波偏振方向显示出复杂性,表明两条活动断裂的交汇在地壳内部产生了复杂的地壳破裂裂隙结构.断裂附近台站慢剪切波时间延迟较高,...     

震源分布和强度指标控制因素的模型研究-红河断裂地震环境因素的实例分析ca

参照并综合应用国内外相关资料、实验和研究成果，建立了一种涉及多种环境因素的模型，分析了不同因素对构造运动能量指标的影响．其中包括地壳纵向结构、断层产状、岩性条件、地壳应力状态、孔隙压力和地温条件等．模型计算结果表明，断裂的剪切破裂能随深度增加通常呈现先上升，在某一深度上达到峰值后逐渐衰减的形态．在诸多因素中，孔隙压力和地温条件对能量指标的影响相对显著．高孔隙压力和地温环境可导致剪切破裂能曲线的峰值降低、峰值和铃腰值所在的深度下移．这种效应限制了强震事件，而适于中小地震活动或低能量释放的断层活动，其震源深度分布的下限较低．反之，低孔隙压力和低地温环境使剪切破裂能曲线的峰值加大、形态变陡，其结果利于高强度、高能量积累的闭锁段的形成．如果这两种段落在断裂带上相邻，则可能促进断裂带不同段落之间的能量转换，从而形成能量积累程度高而邻区锁定强度低的孕震环境．红河断裂北西段温泉密度和热储温度分布与该地区的地震频度、强度和震源深度分布之间的关系与模型结果基本相符，从而为模型的主要推论提供了佐证．      

海南东北部地区地壳地震各向异性特征初步研究

基于海南省地震台网2000~2013年的区域地震波形数据,用剪切波分裂系统分析方法(SAM)获得了海南琼东北部地区"九五"数字台网中2个台站的剪切波分裂参数。结果表明,快剪切波偏振优势方向代表了原地最大主压应力方向。七星岭台NE方向的快剪切波偏振优势方向与区域水平主压应力场方向不一致,与NE走向的断裂一致,体现了局部构造和局部应力场的复杂性;青山岭NNE向的快剪切波偏振优势方向揭示了NNE走向断裂的构造意义。同时,本研究证实,位于活动断裂上或几条活动断裂交汇部位的台站的快剪切波偏振优势方向与对所选用的小地震起控制作用的活动断裂走向一致,而快剪切波偏振优势方向较为离散则反映了该区域复杂的断裂构造和应力分布特征。     

两组密集裂隙的相互作用的岩石模拟研究

实验研究了断裂演化中原生断裂的影响和裂隙生长的几何型式.在60 MPa围压、20MPa孔隙压、2×10~(-4)cm/s平均位移速率和室温条件下,沿着有两个平行薄切口的伯里亚砂岩长方形样品的最长方位压实,原切口向承载方向倾斜35°,彼此呈雁列式,仅从样品边缘部分延伸.当剪切方向(左旋或右旋)、超覆(左侧阶样状或右侧阶梯状)和断距量改变时,断裂相互作用产生明显差异.伸展断裂带形成于左旋劣切控制的左侧阶梯状原切口(或右旋剪切控制的右侧阶梯状原切口)之间.次级断裂从一个原切口向另一个原切口发展.断裂演化序列如下:约60,的:断裂向原切口,约30。的刀断裂向原切口以及具有约70“大超覆型的,断裂向原切口,但方向相反断裂带由原切口和刀断裂所限定.因此,超覆越大,产生的断裂带越大.对于大超覆型式,断裂带中形成的一系列“断裂近于平行和等l’f距·在横剖面中,断裂为具表面拗陷的正断层·显微镜研究表明,微断裂高度集中于大断裂附近,于大断裂角度小于30。的地区.远离大断裂的颗粒未断裂.对于左旋剪切控制的右侧阶梯状原切口(或右旋剪切控制的左侧阶梯状原切口),压实带形成原切口之间.心断裂在原切口末端传布并扩散叮断裂在压实带产生并受原切口和C断裂限制,叮断裂在横剖面中有反向偏移.     

岩石变形破坏过程中试件尺度对断裂参数的影响

采用三轴压缩实验方法,以不同尺寸的大理岩作样品,测定并研究了试件尺度对岩石剪切断裂参数的影响。样品的D(直径)×L(长度)从20mm×44mm到90mm×198mm。围压从20MPa至50MPa,以30MPa为主。结果表明:断裂能G、特征位移δ~*及其平均值δ、弱化带宽ω均随样品尺度的增加而增加,一般关系式为 G=G_0 K_gD~π δ=δ_0 k_δD~M ω=ω_0 K_ωD~P式中D为表征断裂尺度的量,其余均为常数。认为尺度因素可能是目前实验测定的断裂能与依据地震资料估算的断裂能之间有较大差异的主要原因。     

土层剪切波速与埋深关系统计分析和应用

一般认为土层剪切波速与埋深关系的回归公式主要用于对当地土层剪切波速值的初步估计。为了提高钻孔波速测试数据的应用价值,基于土层剪切波速与埋深关系的主要数学模型及其拟合参数,推导了场地覆盖层厚度计算公式、等效剪切波速计算公式和时深转换中反射波组埋深计算公式。以河南省长垣县场地为例,采用上述新公式计算获得的场地覆盖层厚度值、等效剪切波速值可满足工程需要。并提出应用这些新公式的步骤为:1)依据场地相关资料划分地震工程地质单元;2)对同一个地震工程地质单元内的钻孔波速测试数据进行统计分析,综合判别和选择土层波速与埋深统计关系的数学模型及其拟合参数;3)将选择的数学模型的拟合参数分别代入上述的新公式,即可分别获得场地覆盖层厚度、等效剪切波速或地层反射波组埋深。     

华夏地块东南部地壳地震各向异性特征初步研究

本研究采用SAM剪切波分裂分析方法，使用福建区域数字地震台网记录到的（1999年01月～2003年12月）的波形资料，挑选符合剪切波窗口条件的记录，得到华夏地块东南部地区23°N～29°N，116°E～120°E）10个台站的剪切波分裂参数. 研究结果表明，该区域快剪切波平均偏振方向为NW109.4°±42.6°，慢剪切波平均时间延迟为2.5±1.5(ms/km)，快剪切波平均偏振方向对应该区的水平主压应力方向. 闽东台站NW方向的快剪切波偏振优势方向揭示了NW向的水平主压应力和NW走向断裂的构造意义. 两个闽西台站NE方向的快剪切波偏振优势方向与区域水平主压应力方向不一致，与NE走向的断裂一致，体现了局部构造和局部应力场的复杂性. 本研究证实，位于活动断裂上的台站的快剪切波偏振方向的优势方向与断裂走向一致，位于海边或岛上的台站的快剪切波偏振方向较为离散，主要是受到不规则表面地形和断裂交汇的影响. 慢剪切波延迟时间的空间分布特征，显示沿海地区慢剪切波延迟时间变化较大，而内陆地区则较为平缓.     

缅甸其培水电站恩梅开江断裂构造特征及活动性评价

综合野外地质调查、氡气测量、石英形貌扫描(SEM)等资料,认为恩梅开江断裂中-晚元古代为一条韧性剪切带,但在喜马拉雅期发生了脆性变形,表现为一条由多条脆性断层叠加于韧性剪切带的断裂带。断裂新构造活动期主要集中在上新世到更新世。全新世以来活动性较弱,对水电站工程建设影响微弱。     

芦山7.0级、汶川8.0级地震与巴颜喀拉地块东缘区域历史地震

2013年4月20日在龙门山断裂南段发生的芦山M7.0级地震已过去近1年.本文根据四川省地震台网资料和收集的国内外相关历史资料,研讨了巴颜喀拉地块东缘区域龙门山断裂、岷江断裂、虎牙断裂等历史地震活动;分析了龙门山断裂带2008年5月12日汶川8.0级和2013年4月20日芦山7.0级地震余震时空、震源机制及破裂扩展等特征;讨论了巴颜喀拉地块东缘区域的能量释放特征等.结果表明:(1)芦山7.0级地震西南的龙门山断裂南段仍存在尚未破裂的背景性破裂空段;(2)芦山7.0级地震与汶川8.0级地震两余震区之间的空段区存在能量待释放;(3)龙门山断裂中北段(在汶川余震区内)的北川附近存在能量释放不充分的局部区域.     

青藏高原东北缘地壳各向异性的构造含义

青藏高原东北缘记录了印度—欧亚大陆板块碰撞和汇聚的远场效应,且仍正处于侧向生长阶段.而地壳各向异性则反映了高原地壳的形变特征.为此,本文主要利用甘肃数字地震台网(2001年1月—2010年10月)波形记录资料,采用SAM方法进行剪切波分裂研究,得到青藏高原东北缘地壳各向异性的平均剪切波分裂参数及剩余地震各向异性参数,两个参数分别反映了区域构造和应力场特征及局部构造和局部断裂特征.研究结果表明:快剪切波2个优势偏振方向分别为NE47.72°±21.83°和121.65°±22.07°,慢剪切波平均时间延迟为2.63±1.31ms·km-1.快剪切波平均偏振方向反映了该区域的水平主压应力方向,快剪切波偏振方向的第二优势取向揭示了NWW的局部构造意义,表明应力环境受本区NWW深大断裂带的影响.各个台站的剩余快剪切波偏振方向的优势取向与断裂走向一致,表明活动断裂控制着剩余快剪切波偏振方向.剩余慢剪切波时间延迟变化反映了断裂引起地震各向异性程度,形变具有区域特征.     

极Mohr圆在测量具有体积变化剪切带剪切位移量中的应用--以天山桑树园子韧性剪切带为例

在剪切带的位移量测量中, 对于具有体积变化(减小)的韧性剪切带, 尽管已有计算剪应变和体积变化的理论公式, 但其中的标志面(线)在变形前与剪切方向夹角的测定比较困难. 运用极Mohr圆对此类剪切带的变形进行了二维分析, 认为在剪切带的XZ面上, 若发生均匀变形时的体积变化是由Z方向引起的, 则无论简单剪切和体积变化的先后顺序如何, 只要可以获得足够条件(实际上容易获得)并作出极Mohr圆, 就可以在Mohr圆上得出任意一条直线在变形前后与剪切方向之间的夹角, 利用两条这样的直线就可以计算出该面上的剪应变和体积变化的值, 进而测量出剪切位移量.     

小江断裂带近场活动特征分析

采用2009—2018年小江断裂带跨断层近场形变观测资料,通过应变参数最小二乘法求解该时间段内小江断裂带上不同区段最大剪应变率和面应变率近场结果并进行对比分析。结果显示小江断裂带上的最大剪应变率和面应变率在各区段存在较大差异性,最大剪应变速率变化范围为(1.03～4.10)×10~(-6)/a,面应变率变化范围为(-1.18～0.33)×10~(-6)/a。该断裂呈现出北段强剪切张性、中段弱剪切强挤压、南段强剪切兼挤压活动的分段活动特征,进一步分析得到该断裂中南段为应变积累区段,地震危险性高于其他区段。