引潮力作用下飽和地質(zhì)巖體的力學(xué)響應(yīng)

本文應(yīng)用孔隙彈性理論,探討了引潮力作用下飽和地質(zhì)巖體的力學(xué)響應(yīng).首先通過引潮力作用下飽和巖體的自由能表達(dá)式,得到巖體孔壓與應(yīng)力、應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系;然后從引潮力作用下飽和巖體的平衡微分方程出發(fā),結(jié)合流-固耦合理論,分析了飽水巖體應(yīng)變與引潮位之間的關(guān)系;最后推導(dǎo)出飽和巖體的兩大力學(xué)物理量--孔壓和潮汐應(yīng)力(平均應(yīng)力)與引潮位之間的物理關(guān)系.模型表明:飽和巖體孔壓與引潮位成反比,平均潮汐應(yīng)力與引潮位成正比;比例系數(shù)不僅與巖體骨架的Lame系數(shù)有關(guān),而且與Biot模量有關(guān).將模型應(yīng)用于會理川-18井水位變化分析,估計(jì)出水位響應(yīng)系數(shù)D,并以此為基礎(chǔ),求得巖體孔壓、潮汐應(yīng)力與引潮位的相關(guān)系數(shù)(A和C)及Skempton系數(shù)B.最后對比分析了耦合條件下與不考慮耦合時(shí)得到的各參數(shù)之間的差異,分析表明:對飽和地質(zhì)巖體而言,應(yīng)力、孔壓對引潮力的響應(yīng)是流-固耦合作用的產(chǎn)物;研究其力學(xué)響應(yīng)時(shí)必須充分考慮耦合效應(yīng).模型的建立,為研究引潮力作用下井-承壓含水層系統(tǒng)力學(xué)、水動(dòng)力學(xué)、與地震有關(guān)的斷層力學(xué)以及引潮力觸發(fā)機(jī)制的定量研究提供了基礎(chǔ).

作 者： 廖欣 劉春平 萬飛 石云 鄧亮   作者單位： 廖欣,鄧亮(湖南師范大學(xué),湖南省長沙市岳麓區(qū),410006)

劉春平,萬飛,石云(防災(zāi)科技學(xué)院,河北省三河市燕郊經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū),065201) 

刊 名： 中國地震  ISTIC PKU 英文刊名： EARTHQUAKE RESEARCH IN CHINA  年，卷(期)： 2009 25(4)  分類號： P315  關(guān)鍵詞： 孔隙彈性理論   飽和地質(zhì)巖體   孔壓   潮汐應(yīng)力   引潮位   Skempton系數(shù)   Poroelastic theory   Saturated geological rock   Pore pressure   Tidal stress   Tide-generating potential  

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