P波、S波扰动下逆冲断层卸载滑移实验研究

作者

张宁博单仁亮赵善坤郭彦双王寅赵阳
单位

中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院煤炭科学技术研究院有限公司安全分院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室（煤炭科学研究总院）北京市煤矿安全工程技术研究中心中国地震局地质研究所
摘要

基于P波、S波扰动条件下逆冲断层卸载实验，研究了逆冲断层滑移过程中差应力、位移场、变形场和声信号的演化特征，提出了断层滑移的截齿“爬坡”模型，分析了P波、S波的扰动机制。研究结果表明：P波、S波对断层滑移的扰动效应不同。应力波扰动引起断层滑移时的差应力“突变”次数增加，且P波引起“突变”次数大于S波；P波扰动时断层各测点位移“突变”现象明显，而S波则引起测点位移的震荡；S波扰动引起剪切应变“突变”量略大于P波，S波对法向应变扰动影响大于剪切应变；主滑移声信号包含启滑、主震、尾波3个部分；断层面可视为上下盘无数微小截齿的相互咬合，断层滑移是微截齿从一个齿缝爬到邻近齿缝的过程；P波主要对法向应力和摩擦系数产生影响，而S波主要对剪切应力形成扰动。
关键词

应力波扰动逆冲断层断层滑移模型 P波 S波
基金项目(Foundation)

天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项项目（2019-TD-QN017）；国家重点研发计划项目（2017YFC0804203）；煤炭科学技术研究院科技发展基金项目（2019-CX-Ⅱ-12）；
文章目录

1 实验背景
2 实验方案
2.1 试样
2.2 加载系统及方案
2.3 监测方案
2.4 应力波激发系统及扰动方案
3 实验结果
3.1 逆冲断层滑移时的差应力“突变”
3.2 滑移位移场时空演化特征
3.3 变形场分析
3.4 声信号特征
4 断层滑移模型及扰动机制
5 结论
引用格式

张宁博,单仁亮,赵善坤,郭彦双,王寅,赵阳.P波、S波扰动下逆冲断层卸载滑移实验研究[J].采矿与安全工程学报,2022,39(04):693-701.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2021.0124.
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