引潮力作用下飽和地質巖體的力學響應

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

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,湖南省長沙市岳麓區,410006)

劉春平,萬飛,石云(防災科技學院,河北省三河市燕郊經濟開發區,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  關鍵詞： 孔隙彈性理論   飽和地質巖體   孔壓   潮汐應力   引潮位   Skempton系數   Poroelastic theory   Saturated geological rock   Pore pressure   Tidal stress   Tide-generating potential  

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