·214· 北京科技大学学报 2006年第3期 参考文献 gy criterion.J Univ Sci Technol Beijing,2004.11(1):5 [1]股有泉，杜静，地震过程的燕尾型突变模型.地震学报， [9]Wang X B.Dai S H,Hai L.Quantitative calculation of dissi 1994,16(4):416 pated energy of fault rock burst based on gradient-dependent [2】蔡美峰，孔广亚，贾立宏.岩体工程系统失稳的能量突变判 plasticity.J Univ Sci Technol Beijing,2004,11(3):197 [10]王学滨，潘一山，马瑾，剪切带内部应变（率）分析及基于 断准则及其应用.北京科技大学学报，1997,19(4)：325 能量准则的失稳判据，工程力学，2003,20(2)：101 [3]}唐春安，徐小荷.岩石皲裂过程失稳的尖点突变模型.岩石 [11]王学滨，宋维源，黄梅，等.考虑水致弱化及应变梯度的惭 力学与工程学报，1990,9(2)：100 [4]潘一山，王来费，章梦涛，等，断层冲击地压发生的理论与 层岩爆分析，岩石力学与工程学报，2004,23(11)：1815 [12】王学滨，海龙，宋维源，等.断层岩燥是应变局部化导致的 试验研究.岩石力学与工程学报，1998,17(6)：642 系统失稳回跳.岩石力学与工程学报，2004,23(18)： [5]潘岳，刘英，顺善发.矿井断层冲击地压的折迭突变模型 3102 岩石力学与工程学报，2001,20(1)：43 [13】王学滨，潘一山，盛谦，等.动力应变局部化传播及尺寸效 [6]李长洪，蔡美峰，乔兰，等.岩石全应力-应变曲线与岩爆的 应数值模拟.计算力学学报，2002,19(4)：500 关系.北京科技大学学报，1999,21(6)：513 [7]王学滨，潘一山，任伟杰.基于应变梯度理论的岩石试件剪 [14】孙吉主，唐春安.断层地稷孕育的椭圆形区域及其前兆规 律.地麗，1996,16(4)：355 切破坏失稳判据及应用，岩石力学与工程学报，2003,22 [15]唐春安，傅宇方，赵文，展源孕育模式的数值模拟研究.地 (5):747 震学报，1997,19(4)：337 [8]Wang X B,Yang X B,Zhang Z H,et al.Dynamic analysis of fault rockburst based on gradient-dependent plasticity and ener- Numerical simulation of formation process and snap-back for a fault band and e- lastic rock system WANG Xuebin Department of Mechanics and Engincering Sciences,Liaoning Technical University,Fuxin 123000,China ABSTRACT The formation process of the system composed of fault band and elastic rock block and the shear displacement distribution across a fault band were modeled numerically by FLAC.The adopted failure criterion was a composite Mohr-Coulomb criterion with tension cut-off and the post-peak constitutive rela- tion of rock was linear strain-softening.Once two shear bands combine to form a fault band,the system is formed,subsequently leading to the decrease in load-carrying capacity of the system.On one side of the fault band,snap-back occurs due to the sharp recovery of elastic strain in strain-softening process,indicat- ing the unstable failure.Nearly uniform displacement distribution is observed outside the fault band.A higher displacement gradient exists within the band and increases with the decrease in load-carrying capacity of the system.Snap-back of the zone far away from the loading end is the earliest.Then,the size of the snap-back zone propagating towards the loading end increases until snap-back of the entire system takes place.The process only needs a few time steps,reflecting the abrupt occurrence of instability of the sys- tem.Snap-back of the entire system occurs in the strain-softening stage of a stress-strain curve. KEY WORDS rock mechanics;fault band and elastic rock block system;strain-softening;load-carrying capacity;plane strain;displacement gradient2 1 4 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 6 年第 3 期 [ 8 」 考 文 献 殷 有泉 , 杜静 . 地震 过程 的燕 尾型 突 变模 型 . 地震 学报 , 1 99 4 , 16 ( 4 ) : 4 1 6 蔡美峰 , 孔广亚 , 贾立宏 . 岩体 工程系统失稳的能量突变判 断准则及其应用 . 北京科技大学学报 , 1 9 97 , 19 (4 ) : 3 25 唐春安 , 徐小荷 . 岩石破裂过程失稳的尖 点突变模型 . 岩石 力学与工程学报 , 1 99 0 , 9 ( 2 ) : 1 0 0 潘一山 , 王来贵 , 章梦涛 , 等 . 断层 冲击 地压发生 的理 论与 试验研究 . 岩石 力学与工程学报 , 19 98 , 1 7( 6 ) : 642 潘岳 , 刘英 , 顾善 发 . 矿 井断层冲 击地压 的折 迭突变模 型 . 岩石力学与工程学报 , 2 0 0 1 , 2 0 ( 1 ) : 4 3 李长洪 , 蔡美峰 , 乔兰 , 等 . 岩石全应力 一 应变 曲线与岩爆的 关 系 . 北京科技大学学报 , 1 9 9 9 , 2 1 ( 6 ) : 5 1 3 王学滨 , 潘一山 , 任伟杰 . 基于应变梯度理论的岩石试件剪 切破坏失 稳判据 及应 用 . 岩石 力学 与 工程学 报 , 2 0 03 , 2 ( 5 ) : 7 4 7 Wan g X B , Y a n g X B , Z h a n g Z H , e t a l . D y n am i e a an l y s i s o f af 己t or e k b u r s t bas e d o n g ar d ien t 一 d e p e n d e n t P las t i e i t y an d e n e r - 盯 e ir t e r i on . J U in v S e i eT e恤 0 1 B e 吐i gn , 2 0 0 4 , 1 1 ( l ) : 5 【9 〕 w a l l g x B , 压1 S H , H a i L . uQ an t i t at i v e e al e ul a t i o n of d i s s i - p at e d e ne 馆y o f f a ul t or e k b u rs t bas e d o n g r ad i e n t 一 d e p e n d e n t p l a s t i e i t y . J t 〕n i v S e i eT e h n 0 1 B e劝i n g , 2 0 0 4 , 1 1( 3 ) : 19 7 【10 〕 王学滨 , 潘一山 , 马瑾 . 剪切带 内部应变 (率 )分析 及基于 能量准则的失稳判据 . 工程力学 , 2 0 03 , 2 0 (2 ) : 101 【1 ] 王学滨 , 宋维源 , 黄梅 , 等 . 考虑水致弱 化及应变梯 度的断 层岩爆分析 . 岩石力学与工程学报 , 2 004 , 2 3 ( 1 1) : 1 8 15 【12 〕 王学滨 , 海龙 , 宋维源 , 等 . 断层岩爆是应变局 部化导 致的 系统失稳 回 跳 . 岩 石 力学 与 工程 学 报 , 2 0 04 , 23 ( 18 ) : 3 1 0 2 「13 」 王 学滨 . 潘一 山 , 盛谦 , 等 . 动力应变局 部化传播及尺 寸效 应数值模拟 . 计算力学学报 , 2 0 0 2 , 1 9 ( 4 ) : 5 0 0 【14 」 孙吉主 , 唐春安 . 断层地震孕育的椭 圆形 区域及其前兆规 律 . 地展 , 2 9 9 6 , 1 6 ( 4 ) : 3 5 5 【巧 〕 唐春安 , 傅宇方 , 赵文 . 震源孕育模式的数值模拟研究 . 地 震学报 , 19 9 7 , 1 9 ( 4 ) : 3 3 7 参川 , . J11 , esJ 曰. 2 门j 4 七」 r. L . L. , .J es 一 f 76 t.L N u m e r i e a l s i m u l a t i o n o f f o r m a t i o n p r o e e s s a n d s n a P 一 b a e k f o r a f a u l t b a n d a n d e - l a s t i e r o e k s y s t e m p区八N G X “ e b i n D e p ar t m e n t o f M e e h a n i e s a n d E n g i n e e r i n g S e ien e es , L iao n i n g T e e h n i e al U n i v e r s i t y , F u x i n 1 2 3 00 0 , C ih n a A B S T R A C T T h e of r m a t i o n p or e e s s o f t h e s y s t e m e o m p o s e d o f f a u l t b a n d a n d e l a s t i e or e k b l o e k a n d t h e s h e a r d i s P l a e e m e n t d i s t r ib u t i o n a e or s s a f a u l t b a n d w e r e m o d e l e d n u m e r i e a ll y b y F L A C . T h e a d o p t e d f a i l u r e e r i t e r i o n w as a e o m p o s i t e M o h r 一 oC u l o m b e r i t e r i o n w i t h t e n s i o n e u t 一 o f f a n d t h e p o s t 一 P e a k e o n s t i t u t i v e r e l a - t i o n o f or e k w a s li n e a r s t r a in 一 s o f t e n i n g . O n e e t w o s h e a r b a n d s e o m b i n e t o of rm a f a u l t b a n d , t h e s y s t e m 1 5 f o r m e d , s u b s e q u e n t l y l e a d i n g t o t h e d e e r e a s e i n lo a d 一 e a r r y i n g e a P a e i t y o f t h e s y s t e m . O n o n e s i d e o f t h e f a u l t b a n d , s n a p 一 b a e k o e e u r s d u e ot t h e s h a r p r e e o v e r y o f e l as t i e s t r a i n i n s t ar i n 一 s o f t e n i n g p or e e s s , i n d i e a t - i n g t h e u n s t a b l e f a i l u r e . N e a lr y u n i fo mr d i s p l a e e m e n t d i s t r i b u t i o n 1 5 o b s e r v e d o u t s i d e t h e f a u l t b a n d . A h ig h e r d i s P l a e e m e n t g r a d i e nt e x i s t s w i t h i n t h e b a n d a n d i n e r e a s e s w i t h t h e d e e r e a s e i n l o a d 一 e a r r y i n g e a P a e i t y o f t h e s y s t e m . S n a p 一 b a e k o f t h e z o n e f a r a w a y f or m t h e l o a d i n g e n d 1 5 t h e e a r li e s t . T h e n , t h e s i z e o f t h e s n a 卜 b a e k z o n e P r o P a g a t i n g t o w a r d s t h e l o a d i n g e n d i n e r e a s e s u n t il s n a P 一 b a e k o f t h e e n t i r e s y s t e m t a k e s P l a e e . T h e P or e e s s o n l y n e e d s a f e w t im e s t e P s , r e fl e e t i n g t h e a b r u P t o e e u r r e n e e o f i n s t a b i li t y o f t h e s y s - t e m . S n a p 一 b a e k o f t h e e n t i r e s y s t e m o e e u r s i n t h e s t r a i n 一 s o f t e n i n g s t a g e o f a s t r e s s 一 s t r a i n e u r v e . K E Y W O R D S or e k m e e h a n i e s ; f a u l t b a n d a n d e l a s t i e or e k b l o e k s y s t e m ; s t r a i n 一 s o f t e n i飞 ; OI a d 一 e a r r y i n g e a p a e i t y ; p l a n e s t r a i n ; d i s p l a e e m e n t g r a d i e n t