重力驱动的不稳定性：状态与速度依赖的摩擦滑动与应力腐蚀损伤开裂的相互作用
地球物理
2015-05-13 v1 计算物理
摘要
我们利用倾斜基底表面上的滑块阵列模型，通过弹性脆性弹簧相互作用，模拟了非均匀质量体向重力驱动不稳定性的渐进演化过程，其特征是摩擦滑动与拉伸开裂之间的竞争。一个真实的状态与速率依赖的摩擦定律描述了滑块与表面的相互作用。内部材料损伤通过应力腐蚀发生。根据与内部损伤/蠕变和摩擦滑动相关的两个特征时间尺度之比 ，将控制质量体不稳定性及其前兆行为的三种状态进行了分类。当 时，整个质量体经历一系列内部粘滑事件，伴随着初始缓慢的平均向下运动，并逐渐加速，直至观察到全局一致的失控。当 时，与滑动成核相比，蠕变/损伤发生得足够快，导致键断裂，质量体底部发生碎裂过程，产生异质的滑动块群体。对于中间状态 ，宏观裂纹沿最大曲率位置成核并扩展，该位置对应于上部稳定摩擦状态向下部不稳定摩擦滑动状态的坡度变化。另一个重要参数是杨氏模量 ，它控制系统中位移的相关长度。
引用
@article{arxiv.0904.0944,
title = {Gravity-driven instabilities: interplay between state-and-velocity dependent frictional sliding and stress corrosion damage cracking},
author = {Jerome Faillettaz and Didier Sornette and Martin Funk},
journal= {arXiv preprint arXiv:0904.0944},
year = {2015}
}
备注
40 pages, 13 figures