断层滑移失稳中应力及能量演化规律模拟研究

摘要

断层滑移主要包括稳定滑移和不稳定滑移(黏滑)2种主要形式,是造成浅源地震及矿井构造型动力灾害的重要因素之一。为了研究断层滑移过程中应力及能量的演化规律,以及二者之间的联系,通过双剪切摩擦试验模拟断层滑移过程,并结合试验机及声发射监测系统记录摩擦滑移过程中的剪切应力及能量释放。研究表明:断层滑移整个过程共分为稳定、稳定滑移、前兆性黏滑及黏滑4个阶段;断层黏滑周期与剪切速度成反比,断层黏滑具有不稳定性;断层黏滑的平均时间间隔及声发射能量与轴向应力成反比,而剪切应力降及声发射总能量与轴向应力成正比;同时随着轴向应力增加,声发射能量高值出现次数有所增加。剪切应力降与声发射能量具有良好正相关性,揭示了断层黏滑力学行为,为进一步研究断层黏滑失稳机理提供参考。