Abstract
According to different field measurements, a fault sides displacement in real rock massifs usually occurs in non-homogeneous stress conditions. We solve a problem of two-dimensional elasticity theory on a single shear fracture in a non-homogeneous initial stress field. We give formulas for the shear jump function and final stress field parameters in a neighborhood of the fracture for arbitrary initial conditions, which may vary along the fracture. In order to illustrate the method, we compute the stress fields for different initial stressed states. The stress field components are shown for a subvertical fracture, where the initial compression increases with depth due to the gravity. The proposed method allows us to compute the shear jump function for horizontal surface faults if the initial stress field is known, and to compute the contribution of activation of the fault to the final stress field if we know the fault sides displacement. Besides, the article provides an example of using our method for finding the stress field of a massive, which contains a set of arbitrarily located and sequentially activated fractures.References
Борняков С.А., Шерман С.И. Многоуровневая самоорганизация деструктивного процесса в сдвиговой зоне (по результатам физического моделирования) // Физическая мезомеханика. 2000. Т. 3. № 4. С. 107-115.
Гахов Ф.Д. Краевые задачи. М.: Наука, 1977. 640 с.
Динник А.Н. О давлении горных пород и расчете крепи круглой шахты // Инженерный работник. 1926. № 3. С. 1-12.
Кожурин А.И., Стрельцов М.И. Сейсмотектонические проявления землетрясения 27(28) мая 1995 г. на севере Сахалина // Федеральная система сейсмологических наблюдений и прогноза землетрясений. Нефтегорское землетрясение 27(28).05.1995 г. Специальный выпуск. М.: 1995. 236 с.
Костров Б.В. Механика очага тектонического землетрясения. М.: Наука, 1975. 176 с.
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред. М.: Гос. изд-во техн.-теор. литературы, 1954. 795 с.
Лермонтова А.С., Ребецкий Ю.Л. Исследование взаимодействия трещин сдвига на основе приближенного аналитического решения задачи теории упругости // Геодинамика и тектонофизика. 2012. Т. 3. № 3. С. 239-274.
Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. М.: Наука, 1966. 707 с.
Осокина Д.Н. Взаимосвязь смещений по разрывам с тектоническими полями напряжений и некоторые вопросы разрушения горного массива // Поля напряжений и деформаций в земной коре. М.: Наука, 1987а. С. 120-135.
Осокина Д.Н. Об иерархических свойствах тектонического поля напряжений // Поля напряжений и деформаций в земной коре. М.: Наука, 1987б. С. 136-151.
Осокина Д.Н. Моделирование тектонических полей напряжений, обусловленных разрывами и неоднородностями в земной коре // Экспериментальная тектоника. Методы, результаты, перспективы. М.: Наука. 1989. С. 163-196.
Осокина Д.Н., Фридман В.Н. Исследование закономерностей строения поля напряжений в окрестностях сдвигового разрыва с трением между берегами // Поля напряжений и деформаций в земной коре. М.: Наука, 1987. С. 74-119.
Осокина Д.Н., Цветкова Н.Ю. Изучение локального поля напряжений и прогноз вторичных нарушений в окрестностях тектонических разрывов и в очагах землетрясений с учетом третьего главного напряжения // Поля напряжений и деформаций в литосфере. М.: Наука, 1979. С. 163-184.
Погорелов В.В., Конешов В.Н., Ребецкий Ю.Л. Численное моделирование напряжений западного фланга зондской субдукционной области // Вестник КРАУНЦ. Науки о земле. 2010 № 1. Вып.5. С. 174-192.
Ребецкий Ю.Л. Тектонические напряжения и прочность природных массивов. М.: ИКЦ «Академкнига». 2007а. 406 с.
Ребецкий Ю.Л. Напряженное состояние, благоприятное для крупномасштабного хрупкого разрушения горных пород // Доклады РАН. 2007б. Т. 416. № 5. С. 106-109.
Ребецкий Ю.Л. Механизм генерации тектонических напряжений в областях больших вертикальных движений землетрясений // Физическая мезомеханика. 2008. Т 1. № 11. С. 66-73.
Ребецкий Ю.Л., Лермонтова А.С. Аналитическое решение задачи для совокупности трещин сдвига с кулоновым трением // ДАН. 2010. Т. 435. № 6. С. 821-825.
Ребецкий Ю.Л., Маринин А.В. Поле тектонических напряжений до Суматра-Андаманского землетрясения 26.12.2004. Модель метастабильного состояния горных пород // Геология и геофизика. 2006. № 47. С. 1192-1206.
Саньков В.А., Семинский К.Ж. Анализ смещений по разрывам в зоне формирующегося трансформного разлома // Изв. вузов. Геология и разведка. 1988. № 4. С. 10-18.
Семинский К.Ж. Внутренняя структура континентальных разломных зон. Новосибирск: СО РАН фил. Гео, 2003. 242 с.
Тимурзиев А.И. Новейшая сдвиговая тектоника осадочных бассейнов: тектонофизический и флюидодинамический аспекты (в связи с нефтегазоносностью) // Дисс. докт. геол.-мин. наук. Москва, 2009. 330 с.
Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974. 640 с.
Шерман С.И., Гинтов О.Б., Борняков С.А. и др. Характер разрывообразования в консолидированной земной коре и моделирование зон скалывания // Геофизический журнал. 1988. Т. 10. № 1. С. 13-20.
Шерман С.И., Горбунова Е.А. Волновая природа активизации разломов Центральной Азии на базе сейсмического мониторинга // Физическая мезомеханика. 2008. Т. 11. № 1. С. 115-122.
Ammon C.J., Ji C., Thio H.-K. et al. Rupture process of the 2004 Sumatra-Andaman Earthquake // Science. 2005. V. 308. P. 1133-1139.
Byerlee J. D. Friction of Rocks // Pure and applied geophysics. 1978. V. 116. P. 615-626.
Chinnery M.A. The deformation of the ground around surface fault // Bul. Seism. Soc. Am. 1961. V. 51. № 3. P. 355-372.
Cho J., Jin K., Enkhbayar D., Bayasgala A., Kim Y. Fault segmentation and slip distribution along the 1957 Gobi-Altay earthquake rupture, Mongolia // American Geophysical Union, Fall Meeting 2009. Abstract #T33B-1910.
Jaeger J.C. Elasticity, Fracture and Flow with Engineering and Geological Applications. London: Methuen&Co. LTD, 1962. 208 p.
Kim Y.-S., Choi J.-H. Fault propagation, displacement and damage zones // Conference Commemorating the 1957 Gobi-Altay Earthquake. Ulaanbaatar, Mongolia. 2007. P. 81-86.
Lay T., Kanomory H., Ammon C.J. et al. The great Sumatra-Andaman earthquake of 26 December 2004 // Science. 2005. V. 308. P. 1127-1133.

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.