Методическая часть
Обзор методов
С середины прошлого века в тектонофизике, сейсмологии и структурной геологии получили широкое развитие методы
расчета (реконструкции) природных напряжений по совокупностям разрывных нарушений, данные о которых доставляются сейсмологическими или
геологическими методами. В это же время фактически параллельно без взаимной связи происходило создание методов расчета остаточных
деформаций, формирующихся в массивах горных пород за счет смещений по совокупностям сколовых трещин.
Все методы реконструкции природных напряжений можно разделить на две группы в соответствие с принципами, лежащими в основе
перехода от структурно-кинематических данных о разрывах и трещинах к тектоническим напряжениям. В
методах структурного анализа такой переход обосновывается закономерностями механики
разрушения (теория Кулона-Мора или теория максимальных касательных напряжений), а в
методах дислокационного анализа - положениями теории скольжения
Батдорфа-Будянского, созданной для описания пластического течения за счет
дислокаций и микротрещин, которые были расширены на описание процесса образования макроскопических разрывов и трещин. В первой группе
методов, как правило, используются данные только о плоскостях залегания трещин, а во второй на равноправной основе используются также
и данные о направлениях относительного смещения бортов разрывов.
Результатом применения методов структурного анализа являются данные об ориентации главных природных напряжениях (три угла Эйлера,
определяющие ориентацию трех ортогональных осей), а использование методов дислокационного анализа позволяет определять по мимо этих
параметров напряженного состояния также и значение коэффициента Лоде-Надаи, характеризующего вид тензора напряжений и соотношение его
главных значений.
Методы расчета квазипластических (трещинных) деформаций также используют
некоторые положения теории дислокаций. Исходными данными
здесь являются сейсмологические данные о механизмах очагов землетрясений или геологические данные о залеганиях плоскостей трещин
вместе с данными о направлениях скольжения их бортов.
Метод катакластического анализа разрывных нарушений
использует общие энергетические положения современной теории пластичности и
позволяет в едином режиме производить расчет, как параметров тензора напряжений, так и тензора квазипластических деформаций.
Этот метод дает возможность определять относительные величины шаровой и девиаторной компонент тензора напряжений, а также с
некоторым приближением оценивать сами величины напряжений и флюидного давления.
Представленные методы позволяют рассчитывать только четыре компоненты тензора напряжений (ориентация главных осей и коэффициент
вида тензора напряжений). Сами величины напряжений (максимальные касательные напряжений и шаровая компонента тензора - среднее
напряжение) остаются неизвестными. В настоящее время существуют несколько подходов по
оценке величин напряжений, ответственных
за землетрясения с магнитудой Mb3. Как правило, они базируются на результатах лабораторных экспериментов по разрушению образцов
горных пород и ряде дополнительных гипотез.
|