实验室尺度典型断层系统力学行为数值模拟PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1实验室尺度非均质模型 2

1.2实验室尺度断层黏滑模型 3

1.3典型断层系统试验研究进展及局限性 5

1.4实际尺度断层系统数值模拟研究进展 8

1.5本书内容 9

参考文献 9

第2章 FLAC-3D的介绍及二次开发方法 14

2.1 FLAC-3D的基本原理 14

2.2本构模型 16

2.2.1各向同性的线弹性模型 16

2.2.2带拉伸截断的应变软化莫尔-库仑本构模型 17

2.3 FLAC-3D二次开发的两种方法 18

2.3.1 C＋＋编程 19

2.3.2 FISH语言编程 19

2.4 FLAC-3D在与地震相关问题研究中的初步应用 24

2.5非均质性对地震问题研究的重要性及单元非均质性的引入 25

2.5.1非均质性对地震问题研究的重要性 25

2.5.2单元非均质性的引入 26

2.6 FLAC-3D剖析 26

2.7本章 小结 27

参考文献 28

第3章 雁形断层力学行为数值模拟 30

3.1雁形断层力学行为研究概述 30

3.2计算模型及计算方案 38

3.3两种典型雁形断层的破坏过程和应力-时步数目曲线 42

3.4两种典型雁形断层的破坏模式及讨论 45

3.5两种雁列区的贯通过程 48

3.5.1挤压雁形断层的结果 48

3.5.2拉张雁形断层的结果 51

3.6两种雁列区贯通过程中的能量释放 53

3.6.1挤压雁形断层的结果 53

3.6.2拉张雁形断层的结果 56

3.7雁列区贯通过程中的位移反向现象 59

3.7.1监测节点位移演变的计算结果及分析 59

3.7.2位移反向区的分布及演变规律 64

3.7.3讨论 65

3.8事件的频次-能量释放关系的斜率绝对值（b0值）的计算方法 67

3.9拉张雁形断层的b0值的演变规律 70

3.9.1断层活化和雁列区贯通阶段 70

3.9.2应力峰前后阶段 70

3.10挤压雁形断层的b0值的演变规律 71

3.10.1断层活化和雁列区之外破坏区扩展阶段 71

3.10.2雁列区贯通阶段 72

3.11关于b0值的讨论 73

3.11.1 b0值不同表现的原因及条件 73

3.11.2两种典型雁形断层相同及不同阶段的b0值演变规律对比 74

3.11.3 b0值的变化与结构变化之间的关系 76

3.12断层间距对应力-时步数目曲线和破坏单元分布的影响 76

3.13断层间距对雁形断层破坏过程的影响 78

3.14断层间距对雁形断层破坏过程中能量释放的影响 81

3.15断层内、外侧的剪切应变的演变规律 83

3.15.1挤压雁形断层的结果 84

3.15.2拉张雁形断层的结果 86

3.16剪切应变陡降的时空分布及统计规律 89

3.17雁列区贯通过程中剪切应变陡降的时空分布规律及断层间距的影响 92

3.17.1挤压雁形断层的结果（方案5） 95

3.17.2拉张雁形断层的结果（方案2） 97

3.17.3断层间距或重叠量的影响 98

3.18雁列区贯通过程中9种量的统计及断层间距的影响 98

3.18.1挤压雁形断层的结果 105

3.18.2拉张雁形断层的结果 105

3.19关于剪切应变陡降的讨论 106

3.19.1雁列区贯通过程中剪切应变陡降表现灵敏的原因 106

3.19.2对物理试验中温度场结果的解释 107

3.19.3探测异常的最佳位置 107

3.20结论 108

3.20.1关于雁形断层的变形破坏过程（方案2和方案5） 108

3.20.2关于事件的频次-能量释放关系的斜率绝对值的演变规律（方案2和方案5） 109

3.20.3关于位移反向区的时空分布规律（方案2和方案5） 110

3.20.4关于剪切应变陡降的时空分布及统计规律以及断层间距的影响 110

参考文献 111

第4章 Z字形断层力学行为数值模拟 115

4.1计算模型及参数取值 115

4.2结果分析及讨论 116

4.2.1破坏过程 116

4.2.2能量释放的时空分布规律 119

4.2.3标本整体b0值的演变规律 121

4.2.4各条断层上b0值的分别统计结果 122

4.2.5剪切应变陡降的时空分布规律 124

4.2.6 9种力学量的统计结果分析 126

4.2.7各条断层上与剪切破坏有关的能量释放统计 129

4.2.8各条断层上与拉伸破坏有关的能量释放统计 132

4.3事件的定义及基于事件的统计结果 134

4.3.1事件释放能量的计算方法 134

4.3.2事件的数目与剪切破坏单元的数目的演变规律 134

4.3.3事件与剪切破坏单元释放能量的最大值的演变规律 135

4.3.4事件的最大尺寸的演变规律 137

4.3.5事件的b0值的统计结果 138

4.3.6大事件的释放能量之和、数目之和和尺寸之和的演变规律 139

4.3.7基于大事件能量释放的断层活动顺序 141

4.4结论 142

参考文献 143

第5章 典型断层系统黏滑过程数值模拟 145

5.1摩擦强化-摩擦弱化模型 146

5.2算例和结果 149

5.2.1计算模型及方案 149

5.2.2单一平直断层的结果（正方形单元） 154

5.2.3两条交叉断层的结果（正方形单元） 157

5.2.4拐折断层的结果（正方形单元） 160

5.2.5雁形断层的结果（正方形单元） 163

5.2.6断层宽度的单独影响（四边形单元） 166

5.2.7不依赖于尺寸的结果（四边形单元） 167

5.2.8动态加载的结果（四边形单元） 168

5.2.9不同变形模式的结果（四边形单元） 170

5.2.10拐折断层的结果（四边形单元） 171

5.2.11试验验证（四边形单元） 172

5.3结论 175

参考文献 176