不同倾角断层滑移型岩爆黏滑过程声电响应特征研究

作     者：赵扬锋 丁玲 潘一山 刘玉春 龚政 

作者机构：辽宁工程技术大学力学与工程学院 辽宁大学灾害岩体力学研究所 辽宁工程技术大学理学院 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(52074142) 辽宁省教育厅基本科研项目(JYTZD2023078) 辽宁省自然科学基金(2022–MS–401) 

主　　题：岩石力学 滑移型岩爆 断层黏滑 声发射 电荷感应 时频特征 

摘      要：断层黏滑失稳易诱发断层滑移型岩爆，为深入探索不同倾角断层黏滑演化特征和声电多源前兆，对含不同预制倾角断层的正长花岗岩开展了双向摩擦试验，分析了断层黏滑过程中声电信号累计能量及频谱特征，对声发射源进行了定位，并基于多重分形理论研究了声电时间序列的非线性特性，构建了与黏滑失稳有良好相关性的3种定量指标(最大多重分形维数值Dqmax、谱宽Δα和多重分形参数Δf（α）)，得出以下结论：（1）随着断层倾角的增大，断层破坏模式从沿层面的滑动破坏转变为穿过层面的滑动破坏，这种转变提高了声电信号的强度和能量。（2）声电信号的最大多重分形维数值Dqmax和谱宽Δα随着断层倾角的增大而逐渐增大。声电信号的最大多重分形维数值Dqmax和谱宽Δα可以反映断层黏滑失稳或剧烈破坏时释放能量的差异。断层黏滑失稳或剧烈破坏时，声电信号的多重分形参数Δf（α）均小于0，声电信号的Δf（α）临界值可作为断层黏滑失稳和剧烈破坏的预测指标。（3）相较34°和45°断层沿层面剪切滑动破坏所产生的声电信号，56°断层穿过层面滑动破坏产生的声电信号优势频率更低，可以认为声电信号优势频率与破裂尺度有关。