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水对岩石滑动摩擦特性影响的研究进展

2019-08-13谢澜

山东工业技术 2019年21期

谢澜

摘 要:地下水资源丰富,水会改变岩石的强度和变形性状,从而会影响断层的摩擦性状,造成地震、滑坡等天然灾害。总结前人的研究工作发现:在进行岩石的滑动摩擦研究过程中,大多采取室内试验的方法进行研究。本文针对室内试验以及数值模拟等进行总结,针对当前研究存在的问题,提出未来的研究发展趋势。

关键词:摩擦特性;水岩作用;本构关系

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.070

0 引言

岩石摩擦实验是断层力学和震源物理实验研究中主要手段之一,在地震动力学特别是地震成因机制研究中具有重要意义[1]。研究表明,断层一旦形成,其未来的运动将受摩擦规律控制,断层运动的稳定性以及运动形态决定了断层的运动过程是否有震以及百分之多少的地震是由于断层的滑动引起[4]。当前,摩擦滑动方式主要有两种,一种是稳态滑动,即滑动平稳的发生,而另一种则是滑动急剧的发生,这种我们称之为粘滑,研究亦表明,粘滑将会造成浅源地震。目前,研究滑动摩擦实验的方法主要有直剪、双剪、扭剪和三轴[2-3],而影响岩石滑动摩擦的影响因素众多,例如应力、孔隙率、温度、断层泥等。但我们发现裂隙的摩擦滑动特性会受到水的力学与化学的耦合作用,这其中的影响机制复杂,亟待探明。

近年来,很多学者在水-岩作用机理方面做了大量的工作并取得了丰硕的成果。通过实验研究发现水对于岩石的滑动面有润滑作用,大多起到了弱化的作用。但由于天然环境极其复杂,而室内试验又无法准确的模拟出实际环境,故室内试验仍存在不少问题。……

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