地球物理学进展 ›› 1992, Vol. 7 ›› Issue (1): 107-107.doi:

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单自由度弹簧-滑块系统动力学中的加载速度、刚度和惯性效应

YaojunGu, 徐升   

  • 出版日期:1992-03-25 发布日期:1992-03-25

  • Online:1992-03-25 Published:1992-03-25

摘要: 在应力降和地震动力学行为中,单自由度弹簧-滑块系统非线性动力学的数值模拟能有效地洞察加载速度、摩擦环境、弹性刚度和惯性效应.在数值模拟中利用比率及状态相关的摩擦定律,使加载速度变化为7个数量级,刚度变化为2个数量级,且速度衰减参数变化为160倍.当考虑惯性时,在负荷点的速度-刚度空间中可划分出四个稳定性区域.当周期粘滑不稳定时,应力降的幅度随负荷点速度的减小、刚度的减小、速度衰减参数(B一A)的增大及质量的减小而增大,并观察到静态应力降、动态应力降、“静态”摩擦、剪切破裂能与负荷点速度的自然对数有简单比例关系利用静态应力降的比例关系通过在压力为10一100 MPa下对夹杂有超精细石英的断层泥岩层的Westerly花岗岩样品的三轴实验,我们得到正常速度衰减参数B一A(相对于正应力)的范围是0.0011一0.0039.除非我们认为发震层的B--A值远大于实验观测值,否则其本身加载速度的效果不足以得到相应于地震数据中地震重现时间增加的应力降的增加.把这一简单系统看作对地震的模拟,则我们的研究表明,速度衰减参数(B--A)对静态应力降的控制远比对加载速度的控制强.如果速度衰减增加伴随恢复时间的增长.那么加载过度的变化与摩擦环境改变的拐合效应即可从地震观侧中得到.