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工程岩体破裂震源机制解及其应用研究

林恺帆  
【摘要】:震源机制解的研究是地震研究中的热点和难点问题,将其运用于土木工程学科中工程岩体破裂过程震源机制解的研究,则是理论和实践结合、解决工程实际问题的热点。针对工程岩体破裂过程中的震源机制及应用研究问题,对震源机制的理论、力学模型、求解方法、应用适用性开展研究。针对震源机制的理论和力学模型开展研究,对三种等效力模型进行对比分析,提取出远场P波以及S波的辐射花样表达式,分析图像参数之间的相关性;针对震源机制求解方法的P波初动法、P波和S波振幅比法、S波极化的求解方法进行逐一研究,对每种求解方法的优缺点、适用性进行探讨;研究矩张量理论,对矩张量的分解方法进行探讨,采用沙滩球和哈德森震源类型图方法对矩张量进行表达;基于微震监测原理,对柿竹园多金属矿630矿区2012年6月21号人工爆破后余震导致特大山体滑移破坏案例进行分析,对监测到的微震定位事件进行分析,提取39个事件对此次工程岩体破裂震源机制解进行反演,判别其破坏类型并分析。通过本文研究,得出双力偶模型是目前较为合理的一种等效力模型假设的结论;通过对震源机制求解方法的研究,认为P波初动法的原理清晰,振幅比的方法以及S波极化的方法对于节面的确定更加有效,但难点在于S波的信息的准确识别和振幅的确定;得出矩张量的求解方法,进而给出通过矩张量反演震源机制的方法,并分析沙滩球和哈德森震源类型图方法,计算T-k参数,使得震源机制矩张量的表达图像化;对特大山体滑移破坏案例分析,得到微震定位事件矩张量解的三个分量,通过计算所得的纯双力偶成分MDC分量求解震源处断层的参数,绘制震源机制沙滩球图,对震源处的破裂类型进行计算,根据计算所得R值,结合定位事件的波形分析,得出本次余震导致特大山体滑移破坏的类型有较大的概率为剪切破坏的结论;进一步采用T-k参数分析,同样得出本次余震导致特大山体滑移破坏的类型有较大的概率为剪切破坏的结论。综上所述,综合应用震源机制解理论,可以对工程岩体破裂的情况进行判断,判断工程岩体震源破裂类型以及震源处的断层参数,并对震源处破裂情况采用直观的图形进行表达,从而对工程岩体破裂情况做出合理、准确的判断。


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