地震条件下损伤——愈合模型的初步研究

摘要

脆性介质的损伤与破坏是力学中极为复杂、极具挑战性的难题之一,而地震是一类典型脆性介质的突发破裂或失稳.在地震等灾变发生前都会出现一定的前兆现象,地震之后地壳介质又会缓慢愈合,地壳介质的损伤愈合过程对地震预测具有重要的研究意义.首先介绍V. Lyaldaovsky等提出的损伤流变模型,且结合岩石破坏声发射实验数据分析该模型的特点;进一步基于损伤力学,从Helmholtz自由能出发,并考虑地质材料的可愈合效应,建立一维损伤-愈合模型,采用数值计算的方法得到地质材料的损伤-愈合模式.用常数加载率的线性载荷叠加一个正弦扰动来模拟固体潮引力,模拟计算该加载条件下材料的损伤-愈合过程;同时也考察了整个损伤愈合演化过程中加卸载响应比值的变化情况,发现在灾变发生之前加卸载响应比值会出现明显异常、回落的现象.再次验证了加卸载响应比作为一种重要的前兆现象,能够定量地刻画介质的损伤演化过程,这也为加卸载响应比方法提供了更为坚实的物理基础.