本发明涉及矿山安全生产技术领域，特别涉及一种基于摩尔库伦破坏准则的断层活化判别方法。
背景技术：
目前，许多学者对如何判别断层是否活化进行了深入研究，并获得了显著的研究成果，常用的方法有数值模拟、理论分析等，但大多比较繁琐复杂。因此，本发明基于摩尔库伦破坏准则，引入粘结系数临界值cmax，从力学理论的角度分析断层活化的实质，以此建立了断层活化力学判据，为有效判定断层活化提供了一种较为新颖的思想和方法。
技术实现要素：
1.本发明的目的
在煤炭勘探技术领域中为研究断层活化的判定提供一种新的思路和方法。
2.本发明的技术方案
为实现上述目的，本发明一种基于摩尔库伦破坏准则的断层活化判别方法。该方法包括：步骤a，依据断层活化的实质，建立断层活化力学模型；步骤b，基于摩尔库伦破坏准则，分析断层活化的应力状态；步骤c，通过理论公式的推导，建立断层活化力学判据。
本发明基于摩尔库伦破坏准则，引入粘结系数临界值cmax，从力学理论的角度分析断层活化的实质，以此建立了断层活化力学判据，为有效判定断层活化提供了一种较为新颖的思想和方法。
附图说明
此处用来说明的附图是为了对本发明的进一步解释和说明，为
本技术：
的一部分，但并不能限定本发明。
图1为本发明基于摩尔库伦破坏准则的断层活化判别方法流程图。
图2为某矿某断层活化力学模型图。
具体实施方案
下面结合附图及本发明所应用的实例，对本发明进行进一步说明。
图1为本发明基于摩尔库伦破坏准则的断层活化判别方法流程图。如图1所示，该方法包括：
步骤a，依据断层活化的实质，建立断层活化力学模型；
步骤b，基于摩尔库伦破坏准则，分析断层活化的应力状态；
步骤c，通过理论公式的推导，建立断层活化力学判据。
以下结合具体实例，对上述每一步骤进行解释说明。
步骤a，依据断层活化的实质，建立断层活化力学模型。
假设断层的上、下盘为均质弹性体，上下盘之间通过断层面接触，受到垂直方向最大主压力及水平方向的最小压应力，上下盘沿断层面出现剪切运动即视为断层活化，以此建立断层活化力学模型，如图2所示。
步骤b，基于摩尔库伦破坏准则，分析断层活化的应力状态。
断层面所受剪切应力τ为
τ＝σ1sinα-σ2cosα(1)
式中：σ1为垂直方向的最大主压力；α为断层倾角；σ2为水平方向的最小压应力。
断层面上所受的正压应力σn为
σn＝σ1cosα+σ2sinα(2)
根据摩尔库伦破坏准则，断层上下盘岩层最大抗剪强度τmax为
式中：c为断层带内岩石的粘结系数；
步骤c，通过理论公式的推导，建立断层活化力学判据。
断层出现活化的条件是断层面所受剪切应力τ大于等于上、下盘岩层最大抗剪强度τmax
τ≥τmax(4)
将式(3)代入式(4)，整理得
式中：cmax为粘结系数临界值。
式(5)表明断层发生活化的必要条件是断层带内岩石之间的粘结系数小于等于粘结系数临界值cmax，临界值由断层带所受法向应力与剪切应力、岩石内摩擦角综合确定，在煤层开采过程中，断层带法向应力与剪切应力随着工作面与断层距离的变化而不断改变，因此，粘结系数cmax并不是一个固定值。当断层自身性质不同时，cmax也会产生相应的变化。
本发明基于摩尔库伦破坏准则，引入粘结系数临界值cmax，从力学理论的角度分析断层活化的实质，以此建立了断层活化力学判据，为有效判定断层活化提供了一种较为新颖的思想和方法。
以上所述具体实例，对本发明的目的，过程和有益效果进行详细说明，并不用于限定本发明的限定范围，凡在本发明的精神原则之内，所做的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。