Напряженное состояние массива для трещины сдвига в неоднородном начальном поле напряжений

Лермонтова А.С.

Аннотация

Согласно различным полевым измерениям, смещения вдоль природных трещин в горных породах, как правило, происходят в условиях неоднородного напряженного состояния. В связи с этим в работе решается задача двумерной теории упругости о трещине сдвига в неоднородном поле напряжений. Приведены формулы для определения функции скачка смещений и параметров напряженного состояния в окрестности трещины для произвольных непостоянных вдоль трещины начальных условий. В качестве примеров вычисляются поля напряжений для различных случаев начального напряженного состояния. Показаны параметры напряженного состояния для случая субвертикальной трещины, когда в результате действия гравитации начальное сжатие возрастает с глубиной. Для горизонтальных поверхностных разломов предложенный метод позволяет рассчитать функцию скачка смещений, если известно начальное напряженное состояние, и вклад от активизации разлома в напряженное состояние, если известна величина смещения берегов на протяжении разлома. Также приводится пример использования метода для нахождения напряженного состояния массива, содержащего несколько трещин, произвольным образом расположенных друг относительно друга и активизировавшихся поочередно.

Ключевые слова

напряженное состояние; упругость; трещина; сброшенные напряжения; скачок смещений

Полный текст:

PDF

Литература

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.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2012 Лермонтова А.С.

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

683006, Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9,
Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН,
редакционная коллегия журнала «Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле»
Тел.: (4152) 202048
Fax: (4152) 297982
Email: vestnik@kscnet.ru
 ISSN PRINT: 1816-5524 
ISSN ONLINE: 1816-5532

© Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН
© Редакция журнала «Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле»