《表1 断层模型参数：断层附近地应力扰动带宽度及其影响因素》

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《断层附近地应力扰动带宽度及其影响因素》

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断层成因的Anderson模式认为，正断层形成时垂向应力σV为最大主应力（王珂和戴俊生，2012），最大水平主应力σH方向与断层走向一致。断层形成后的较长的地质时期内，地应力方向则可能发生一定程度的变化（孙宗颀等，2000；孙宗颀和张景和，2004）。受岩体内摩擦角的影响，正断层倾角相比逆断层较大，考虑到断层在平面上的延伸可以从几米到上千米不等，且断距D和断层长度L存在一定的比例关系，D/L分布在0.001～1区间内（Torabi and Berg，2011）。在ANSYS软件中以1个单位长度代表1 m，据此设计平面延伸长度200 m、断距1 m、倾角60°的初始正断层几何模型（图1），其中黑色部分为断层面，上盘和下盘地层厚10 m用白色标识，灰色部分为上覆和下伏地层。三轴力学实验数据显示，断层岩体和正常岩体为两种不同强度的力学介质，具有不同的应力-应变特征和物理性质，故采用弱介质模型描述、处理断层岩体。参照已有研究经验将正常岩体杨氏模量E2的40%～70%、泊松比V2增加0.02作为其力学参数，且断层越发育其杨氏模量E1越小，泊松比V1就越大（陈波和田崇鲁，1998；宋胜利等，2004）。为方便模型加载并消除边界效应的影响，将初始正断层模型用一个规则尺寸数倍于它的立方体包裹，在立方体的两组侧面分别施加最大水平主应力σH和最小水平主应力σh，立方体的顶面则是垂向应力σV为85 MPa（由于正断层模型厚度较小，三个方向的主应力梯度忽略不计），以此模拟真实地层条件，并将立方体底面进行法向约束，使得模型总体上没有平移和转动，满足有限元分析的基本要求，可运算得到收敛的解答。