不同粗糙度与围压下断层黏滑失稳的数值模拟研究

断层断面粗糙度与围压大小对断层黏滑过程中的力学特性具有重要影响。以某深部矿山断层周边的白云岩为研究对象,通过建立精细化数值模型,开展围岩试件的双轴压缩数值模拟,分析围压大小与断面粗糙程度对断层矿震失稳的影响规律。研究结果表明:随着断层粗糙程度JRC值与围压增大,围岩试件的弹性模量与弹性极限增大,轴向峰值应力增大且与变量之间保持正相关关系,试件剪胀效果减弱,围岩试件发生黏滑事件的次数减少,平均应力降数值与黏滑周期增大,导致断层活化被抑制,且一旦断层发生失稳,释放的能量大震级高;围岩试件的微观破坏机制以剪切为主、拉伸为辅,宏观表现为拉剪混合破坏;法向力链的热点分布区域平行于加载方向,切向力链的热点分布区域与剪切裂隙的热点分布区域相对应;随着断层粗糙程度JRC值增大,断层黏滑后对周边围岩的影响范围呈现多区域局部集中化分布;由围岩试件颗粒峰值速度分布可知,随着围压增大,断层黏滑后对周边围岩的影响范围更广,且主要集中于上下加载端位置。