双向压缩条件下非均匀断层标本变形过程中的声发射活动特征

摘要

在双向压缩条件下,研究了一种非均匀断层模型标本在变形过程中的声发射(AE)时空特征.结果表明,随侧向应力σ2的增大,断层破裂强度提高,自加载至破坏的时间延长,破坏形式由突发失稳逐渐转变为渐进式破坏.预制断层及其非均匀性对标本变形过程中AE空间分布图象起明显的控制作用.预制断层,特别是预制断层上的强度不均匀部位及高强度段落,控制着微破裂空间分布的总体格局.破裂局部化均起始于断层上强度不均匀部位,随侧向应力σ2的增大,微破裂密集区域从预制断层强度不均匀部位逐渐扩展到整个高强度区段.侧向应力σ2的大小对AE时序特征具有显著影响.较低σ2条件下,断层表现为突发失稳,失稳发生在微破裂活动"增强-平静"的背景之上;而较高σ2条件下,断层表现为渐进式破坏,破坏前后AE频次持续增加,AER呈指数增长.σ2对b值变化也具有一定影响.当断层破坏表现为突发失稳时,b值在弹性阶段后期至弱化阶段显示出"前兆"性降低;而当断层表现为渐进式破坏时,b值变化平稳.