• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
采动影响下断层活化机理及影响因素分析
  • 作者

    于秋鸽张华兴张玉军邓伟男张刚艳

  • 单位

    煤炭科学研究总院 开采研究分院天地科技股份有限公司 开采设计事业部

  • 摘要

    为了研究断层活化机理及影响因素,考虑断层水的作用,根据断裂力学建立了断层带岩体原始裂隙损伤发育力学模型及断层带岩体滑移力学模型,根据此模型分析了断层活化的机理,并得到影响断层活化的因素主要有断层带岩体水平应力和垂直应力的比值λ、断层带岩体是否含水、断层带岩体弹性模量E、断层带泊松比μ、断层倾角θ1、断层带岩体内摩擦角φ、断层带岩体黏聚力c等。同时,以断层露头处台阶下沉值的大小为断层活化程度判别标准,利用FLAC3D内置FISH语言进行编程验证了以上因素对断层活化的影响。研究结果表明:① 当λ<1时,随着λ的增加,断层带岩体原始裂隙越不容易扩展,断层活化的可能性降低;当λ>1时,随着λ的增加,断层带岩体原始裂隙越容易扩展,断层活化的可能性增加。② 当断层带岩体含有水时,水压的存在不仅导致断层带岩体原始裂隙容易扩展,同时水还对断层带岩体滑移具有润滑作用,增加了断层活化的可能性。③ 随着E的增加,断层带岩体原始裂隙越不容易扩展,断层活化的可能性降低;随着μ的增加,断层带岩体原始裂隙越容易扩展,断层活化的可能性增加。④ 断层露头处的台阶下沉值取决于断层带岩体滑移量和采动影响下断层露头处的正常下沉值,随着θ1的增加,断层带岩体滑移量可能减小,但是采动影响下断层露头处的正常下沉值急剧增加导致断层露头处的台阶下沉值增大,断层活化的可能性增加。⑤ 随着φ,c的增加,断层带岩体原始裂隙越不容易扩展,断层带岩体越不容易滑移,断层活化的可能性降低。研究结果为分析断层活化机理及断层露头处建筑物和构筑物的保护提供借鉴。

  • 关键词

    开采沉陷断层活化影响因素裂隙损伤发育断层带岩体滑移断层带岩体性质

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金资助项目(51604151);天地科技开采设计事业部青年基金资助项目(KJ-2018-TDKCZL-10)
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