2014年岩石力学课程中期作业
赵彦忠
四川大学 水利水电学院，四川 成都 610065，学号1145044015
1．岩石力学观点分析地震产生的原因
1.1岩石力学在地震研究中的应用
由于浅源地震过程，本质上是地壳岩石大规模的断裂过程，所以引用断裂力学来研 究地震，便成为人们所注意的向题。在这方面，国内已经做过不少工作。
● 把断裂力学中的应变能释放率公式和位移公式与震级一能量公式用来求得震源参数与地壳岩石应力状态之间的关系，以服务于地震预报的目的
● 采用流变一断裂模型，来解释余震序列的时间滞后特性
● 用断裂力学理论分析圆盘裂纹稳态扩展条件，进而讨论断层参数、应力场参数和岩石物理力学特性参数与膨胀现象间的关系，以解释有的地区震前没有膨胀现象而有的地区震前却有强烈的膨胀现象
● 目前金属断裂力学多注意拉应力的作用，但用到多裂隙介质的岩石中来时，则多是断裂面处在压应力下的断裂力学问题，会具有自己的特点，这方面似需作许多进一步的工作
1.2岩石变形破坏过程与地震中破坏形式的比较
● 裂纹闭合（压密）阶段；
● 弹性变形阶段；
● 稳定破裂阶段。此阶段的特点是：一旦停止加载，微裂隙会停止扩展；
● 非稳定破裂阶段。此阶段的特点是：即使停止加载，即施加的应力保持不变，微裂隙也会自发扩展，直至发生宏观破裂；
● 峰后宏观破坏阶段。
1.3基于岩样的不同变形破坏阶段，分析大震孕育过程中的地震活动性特征
● 在岩样压密（裂纹闭合）阶段，AE事件很少或无AE。这相当于某地震区主震事件发生且余震活动结束后，新一轮孕育周期内“受伤”断层及锁固段的“愈合”阶段。由于热力学、化学、挤压等的作用，在此阶段也会发生地震，但量级不大。
● 在弹性变形阶段，岩样基本没有AE产生，即使有AE事件，也为小事件。 对某地震区，此阶段地震比较稀疏，且量级在5.0级以下。原理上，在弹性阶段， 不应发生AE或地震。发生AE或地震的根源在于：岩石是非均质的，“理想”的弹性阶段并不存在，弹性阶段只能认为是“近似”弹性。在该阶段，岩石内强度低的矿物破裂也会发生地震。
● 在稳定破裂阶段，岩样的微破裂扩展导致AE产生。对断层中的锁固段，此阶段地震活动性开始增强，且最大量级一般不超过6.0级。
● 在非稳定破裂阶段，微破裂在空间的分布出现应变局部化，即已从无序向有序转化。由于微破裂的扩展是一个自发的动态过程，即使停止加载也不能保持稳定的平衡。此阶段的一个显著特点是AE事件开始丛集。对孕震断层中的锁固 段，震群事件开始发生，震群事件中最大的一次或两次地震震级约为6.5级。当损伤累积到峰值强度点时，宏观破坏发生，即主震（mainshock）事件发生。震群事件后发生的距峰值强度点较远的事件，可称之为preshock事件；近邻峰值强度点的事件可称之为foreshock事件。
● 峰后破坏阶段。此阶段相当于主震事件发生后的余震（aftershock）活动期，当应力下降到残余强度时，余震活动结束。对某地震区的余震活动，还有另外的特点。主震事件后，随着应力的转移，较完整及强度相对高的岩体是应力集中的载体，其破裂也伴随有余震活动，且有时是强余震事件。
参考资料：
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[3]丁文镜. 对某些与膨胀现象有关因素的定性分析,地球物理学报,第22卷，第1期,1979年.
[4]潘家铮, 断裂力学在水工结构中的应用, 水利学报,1980年,第1 期.
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