目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 實驗室尺度非均質(zhì)模型 2
1.2 實驗室尺度斷層黏滑模型 3
1.3 典型斷層系統(tǒng)試驗研究進展及局限性 5
1.4 實際尺度斷層系統(tǒng)數(shù)值模擬研究進展 8
1.5 本書內(nèi)容 9
參考文獻 9
第2章 FLAC-3D的介紹及二次開發(fā)方法 14
2.1 FLAC-3D的基本原理 14
2.2 本構(gòu)模型 16
2.2.1 各向同性的線彈性模型 16
2.2.2 帶拉伸截斷的應變軟化莫爾-庫侖本構(gòu)模型 17
2.3 FLAC-3D二次開發(fā)的兩種方法 18
2.3.1 C++編程 19
2.3.2 FISH語言編程 19
2.4 FLAC-3D在與地震相關問題研究中的初步應用 24
2.5 非均質(zhì)性對地震問題研究的重要性及單元非均質(zhì)性的引入 25
2.5.1 非均質(zhì)性對地震問題研究的重要性 25
2.5.2 單元非均質(zhì)性的引入 26
2.6 FLAC-3D剖析 26
2.7 本章小結(jié) 27
參考文獻 28
第3章 雁形斷層力學行為數(shù)值模擬 30
3.1 雁形斷層力學行為研究概述 30
3.2 計算模型及計算方案 38
3.3 兩種典型雁形斷層的破壞過程和應力-時步數(shù)目曲線 42
3.4 兩種典型雁形斷層的破壞模式及討論 45
3.5 兩種雁列區(qū)的貫通過程 48
3.5.1 擠壓雁形斷層的結(jié)果 48
3.5.2 拉張雁形斷層的結(jié)果 51
3.6 兩種雁列區(qū)貫通過程中的能量釋放 53
3.6.1 擠壓雁形斷層的結(jié)果 53
3.6.2 拉張雁形斷層的結(jié)果 56
3.7 雁列區(qū)貫通過程中的位移反向現(xiàn)象 59
3.7.1 監(jiān)測節(jié)點位移演變的計算結(jié)果及分析 59
3.7.2 位移反向區(qū)的分布及演變規(guī)律 64
3.7.3 討論 65
3.8 事件的頻次-能量釋放關系的斜率絕對值(b0值)的計算方法 67
3.9 拉張雁形斷層的b0值的演變規(guī)律 70
3.9.1 斷層活化和雁列區(qū)貫通階段 70
3.9.2 應力峰前后階段 70
3.10 擠壓雁形斷層的b0值的演變規(guī)律 71
3.10.1 斷層活化和雁列區(qū)之外破壞區(qū)擴展階段 71
3.10.2 雁列區(qū)貫通階段 72
3.11 關于b0值的討論 73
3.11.1 b0值不同表現(xiàn)的原因及條件 73
3.11.2 兩種典型雁形斷層相同及不同階段的b0值演變規(guī)律對比 74
3.11.3 b0值的變化與結(jié)構(gòu)變化之間的關系 76
3.12 斷層間距對應力-時步數(shù)目曲線和破壞單元分布的影響 76
3.13 斷層間距對雁形斷層破壞過程的影響 78
3.14 斷層間距對雁形斷層破壞過程中能量釋放的影響 81
3.15 斷層內(nèi)、外側(cè)的剪切應變的演變規(guī)律 83
3.15.1 擠壓雁形斷層的結(jié)果 84
3.15.2 拉張雁形斷層的結(jié)果 86
3.16 剪切應變陡降的時空分布及統(tǒng)計規(guī)律 89
3.17 雁列區(qū)貫通過程中剪切應變陡降的時空分布規(guī)律及斷層間距的影響 92
3.17.1 擠壓雁形斷層的結(jié)果(方案5) 95
3.17.2 拉張雁形斷層的結(jié)果(方案2) 97
3.17.3 斷層間距或重疊量的影響 98
3.18 雁列區(qū)貫通過程中9種量的統(tǒng)計及斷層間距的影響 98
3.18.1 擠壓雁形斷層的結(jié)果 105
3.18.2 拉張雁形斷層的結(jié)果 105
3.19 關于剪切應變陡降的討論 106
3.19.1 雁列區(qū)貫通過程中剪切應變陡降表現(xiàn)靈敏的原因 106
3.19.2 對物理試驗中溫度場結(jié)果的解釋 107
3.19.3 探測異常的最佳位置 107
3.20 結(jié)論 108
3.20.1 關于雁形斷層的變形破壞過程(方案2和方案5) 108
3.20.2 關于事件的頻次-能量釋放關系的斜率絕對值的演變規(guī)律(方案2和方案5) 109
3.20.3 關于位移反向區(qū)的時空分布規(guī)律(方案2和方案5) 110
3.20.4 關于剪切應變陡降的時空分布及統(tǒng)計規(guī)律以及斷層間距的影響 110
參考文獻 111
第4章 Z字形斷層力學行為數(shù)值模擬 115
4.1 計算模型及參數(shù)取值 115
4.2 結(jié)果分析及討論 116
4.2.1 破壞過程 116
4.2.2 能量釋放的時空分布規(guī)律 119
4.2.3 標本整體b0值的演變規(guī)律 121
4.2.4 各條斷層上b0值的分別統(tǒng)計結(jié)果 122
4.2.5 剪切應變陡降的時空分布規(guī)律 124
4.2.6 9種力學量的統(tǒng)計結(jié)果分析 126
4.2.7 各條斷層上與剪切破壞有關的能量釋放統(tǒng)計 129
4.2.8 各條斷層上與拉伸破壞有關的能量釋放統(tǒng)計 132
4.3 事件的定義及基于事件的統(tǒng)計結(jié)果 134
4.3.1 事件釋放能量的計算方法 134
4.3.2 事件的數(shù)目與剪切破壞單元的數(shù)目的演變規(guī)律 134
4.3.3 事件與剪切破壞單元釋放能量的最大值的演變規(guī)律 135
4.3.4 事件的最大尺寸的演變規(guī)律 137
4.3.5 事件的b0值的統(tǒng)計結(jié)果 138
4.3.6 大事件的釋放能量之和、數(shù)目之和和尺寸之和的演變規(guī)律 139
4.3.7 基于大事件能量釋放的斷層活動順序 141
4.4 結(jié)論 142
參考文獻 143
第5章 典型斷層系統(tǒng)黏滑過程數(shù)值模擬 145
5.1 摩擦強化-摩擦弱化模型 146
5.2 算例和結(jié)果 149
5.2.1 計算模型及方案 149
5.2.2 單一平直斷層的結(jié)果(正方形單元) 154
5.2.3 兩條交叉斷層的結(jié)果(正方形單元) 157
5.2.4 拐折斷層的結(jié)果(正方形單元) 160
5.2.5 雁形斷層的結(jié)果(正方形單元) 163
5.2.6 斷層寬度的單獨影響(四邊形單元) 166
5.2.7 不依賴于尺寸的結(jié)果(四邊形單元) 167
5.2.8 動態(tài)加載的結(jié)果(四邊形單元) 168
5.2.9 不同變形模式的結(jié)果(四邊形單元) 170
5.2.10 拐折斷層的結(jié)果(四邊形單元) 171
5.2.11 試驗驗證(四邊形單元) 172
5.3 結(jié)論 175
參考文獻 176