卸载条件下逆冲断层滑移实验研究

TD324; 煤矿开采活动对断层系统的卸荷效应,往往诱发逆冲断层失稳进而导致冲击地压灾害.以义马F16逆冲断层为工程背景,采用实验室实验研究了卸载条件下逆冲断层的差应力变化特征,分析了逆冲断层卸载过程中的位移场、变形场演化规律,阐述了逆冲断层失稳瞬态的滑移位移及声发射特性,探讨了逆冲断层的失稳过程.研究结果表明:逆冲断层卸载失稳时发生多次差应力"突跳"现象,以首次"突跳"变化量最大,差应力"突跳"量为0.36 MPa;断层不同部位滑移情况具有显著差异,其中下部滑移量大于中部和上部、下盘远场滑移量大于近场和上盘;断层岩体的法向应变和剪切...

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Published in煤炭学报 Vol. 46; no. 12; pp. 3794 - 3804
Main Authors 张宁博, 单仁亮, 赵善坤, 李一哲, 赵阳, 王寅, 秦凯
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院,北京100013 01.12.2021
北京市煤矿安全工程技术研究中心,北京100013
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083
煤炭科学研究总院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013
北京市煤矿安全工程技术研究中心,北京100013%中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083%煤炭科学技术研究院有限公司安全分院,北京100013
Subjects
卸载;逆冲断层;失稳过程;冲击地压;应变场;声发射
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.2020.1722

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Abstract TD324; 煤矿开采活动对断层系统的卸荷效应,往往诱发逆冲断层失稳进而导致冲击地压灾害.以义马F16逆冲断层为工程背景,采用实验室实验研究了卸载条件下逆冲断层的差应力变化特征,分析了逆冲断层卸载过程中的位移场、变形场演化规律,阐述了逆冲断层失稳瞬态的滑移位移及声发射特性,探讨了逆冲断层的失稳过程.研究结果表明:逆冲断层卸载失稳时发生多次差应力"突跳"现象,以首次"突跳"变化量最大,差应力"突跳"量为0.36 MPa;断层不同部位滑移情况具有显著差异,其中下部滑移量大于中部和上部、下盘远场滑移量大于近场和上盘;断层岩体的法向应变和剪切应变呈"降低—突增—波动—稳定"的变化趋势,且变形场受位置影响较大,如下部法向应变"突跳"量大于中部和下部,两端剪切应变"突跳"量大于中部;断层失稳瞬间可分为启滑、主震、后震3个阶段,主震将释放大部分能量,为断层冲击地压的主要能量来源;卸载导致逆冲断层滑移的过程分为线性稳态、非线性稳态、亚失稳及失稳4个阶段,失稳瞬间剪应变的变化趋势为"突降—回弹—稳定";开采扰动引起的卸荷作用,造成F16断层不同位置呈不同的滑移模式,即浅部逆时针滑移、深部顺时针错动.
AbstractList TD324; 煤矿开采活动对断层系统的卸荷效应,往往诱发逆冲断层失稳进而导致冲击地压灾害.以义马F16逆冲断层为工程背景,采用实验室实验研究了卸载条件下逆冲断层的差应力变化特征,分析了逆冲断层卸载过程中的位移场、变形场演化规律,阐述了逆冲断层失稳瞬态的滑移位移及声发射特性,探讨了逆冲断层的失稳过程.研究结果表明:逆冲断层卸载失稳时发生多次差应力"突跳"现象,以首次"突跳"变化量最大,差应力"突跳"量为0.36 MPa;断层不同部位滑移情况具有显著差异,其中下部滑移量大于中部和上部、下盘远场滑移量大于近场和上盘;断层岩体的法向应变和剪切应变呈"降低—突增—波动—稳定"的变化趋势,且变形场受位置影响较大,如下部法向应变"突跳"量大于中部和下部,两端剪切应变"突跳"量大于中部;断层失稳瞬间可分为启滑、主震、后震3个阶段,主震将释放大部分能量,为断层冲击地压的主要能量来源;卸载导致逆冲断层滑移的过程分为线性稳态、非线性稳态、亚失稳及失稳4个阶段,失稳瞬间剪应变的变化趋势为"突降—回弹—稳定";开采扰动引起的卸荷作用,造成F16断层不同位置呈不同的滑移模式,即浅部逆时针滑移、深部顺时针错动.
Author 单仁亮
王寅
秦凯
赵善坤
张宁博
李一哲
赵阳
AuthorAffiliation 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083;煤炭科学技术研究院有限公司安全分院,北京100013;煤炭科学研究总院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013;北京市煤矿安全工程技术研究中心,北京100013%中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083%煤炭科学技术研究院有限公司安全分院,北京100013;煤炭科学研究总院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013;北京市煤矿安全工程技术研究中心,北京100013
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ZHANG Ningbo
LI Yizhe
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WANG Yin
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Issue 12
Keywords 卸载;逆冲断层;失稳过程;冲击地压;应变场;声发射
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PublicationTitle 煤炭学报
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Publisher 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院,北京100013
北京市煤矿安全工程技术研究中心,北京100013
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