颗粒断层黏滑运动特征及水对其影响的试验研究

作者：吕征; 杨强; 王守光

来源：岩石力学与工程学报, 2019, S1: 2636-2645.

DOI：10.13722/j.cnki.jrme.2018.0586

• 土力学
• 颗粒材料
• 双直剪试验
• 黏滑运动
• 速度弱化
• 湿度

研究模拟断层黏滑运动中断层剪切位移、厚度和摩擦因数的演化特征对于理解地震周期的全过程有深刻的意义。采用钠钙细研磨球型玻璃珠,研究模拟断层在双直剪仪器下产生的黏滑现象。结果表明,每个黏滑周期中,断层首先经历一段弹性加载,之后加载逐渐转变为非弹性,直到摩擦因数达到临界值,断层发生滑动破坏,并在破坏之后开始进入下一黏滑周期。研究采用变速度步方法,在同一试验中采用3～300μm/s的速度步,得出该模拟断层的速率和状态相关摩擦参数A-B为-0.005～-0.006,确为速度弱化。研究采用50%和100%的环境湿度进行对比试验,结果表明较高湿度对黏滑幅度和重现时间存在等比放大的作用,即湿度越高,黏滑段摩擦因数的增落幅值越大,黏滑周期越长。研究对进入稳定蠕滑状态的断层进行蒸馏水注入试验,发现对于处在黏滑与蠕滑临界态的颗粒断层,水的注入可以将断层滑动模式由稳定的蠕滑改变为非稳定的黏滑。

• 单位
  水沙科学与水利水电工程国家重点实验室; 清华大学