引潮力作用下飽和地質(zhì)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(zhì)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(fā),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(shù)不僅與巖體骨架的Lame系數(shù)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(shù)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(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,應力、孔壓對引潮力的響應是流-固耦合作用的產(chǎn)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(tǒng)力學、水動力學、與地震有關的斷層力學以及引潮力觸發(fā)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(qū),410006)

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

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