流体对石灰岩断层摩擦滑动影响的实验研究

论文摘要

在气体介质三轴高温岩石力学实验仪器上,采用意大利Scaglia Bianca石灰岩,在温度50～300℃、围压150MPa,含50MPa孔隙压、无孔隙压含饱和水和完全干燥三种条件下,开展摩擦滑动实验.实验力学数据和显微结构表明,完全干燥样品在120℃时出现慢滑移,实验样品中没有出现溶解与沉淀.无孔隙压含饱和水条件下,100℃、120℃、150℃条件下出现典型的慢滑移,实验样品中含有微弱的溶解与沉淀;300℃条件下出现黏滑,实验样品中出现沉淀.在含50MPa孔隙压条件下,50℃时的实验表现为典型的稳滑,实验样品中以溶解为主;在100～150℃时,出现慢滑移,实验样品中以溶解为主,沉淀为辅;在200～300℃时,出现典型黏滑,实验样品中以沉淀为主.实验结果表明,石灰岩断层泥摩擦滑动稳定性随温度变化,受流体中碳酸钙的溶解和沉淀作用控制,因此,流体中矿物质的饱和度这一化学性质对断层带的摩擦强度和摩擦滑动稳定性具有显著影响.

论文目录

• 0 引言
• 1 实验样品和实验方法
• 2 实验力学数据
•   2.1 含孔隙水压条件的力学数据基本特征
•   2.2 无孔隙水压含饱和水条件的力学数据基本特征
•   2.3 纯干燥条件的力学数据基本特征
• 3 变形样品的显微构造特征
•   3.1 含孔隙水压条件的实验样品微观结构
•   3.2 无孔隙水压含饱和水条件的实验样品微观结构
•   3.3 纯干燥条件的实验样品微观结构
•   3.4 微观结构小结
• 4 讨论
•   4.1 峰值摩擦系数对比
•   4.2 滑动速率对摩擦强度和滑动方式的影响
•   4.3 碳酸钙的溶解与沉淀随温度变化及其对石灰岩断层泥强度和摩擦滑动方式的影响
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 焦裕,周永胜,张雷,姚文明

关键词: 石灰岩,摩擦滑动,稳滑,慢滑移,黏滑,溶解,沉淀

来源: 地球物理学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室

基金: 国家重点研发计划(2018YFC1503404),地震行业科研专项(201508018)资助

分类号: TU45

页码: 159-171

总页数: 13

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