中科大地球与行星物理学术报告通知 - 张诗淮

报告人简介：

张诗淮，中国科学技术大学地球和空间科学学院特任研究员。本科及博士毕业于北京科技大学，苏黎世理工学院博士后。主要研究方向是开展岩石摩擦与应力传递机制研究，解释岩石破裂与强度、地壳应力测量与表征、地震过程等多尺度问题。

报告内容摘要：

脆性岩石在恒定应力的蠕变过程中，普遍存在由分布式损伤向应变局部化转变的临界现象，这一过程与大地震前持续数年的渐进性局部化变形特征相似，但物理机制尚未明确。本研究针对含预制闭合裂隙的聚苯乙烯材料开展单轴蠕变实验，发现在低于静摩擦强度的蠕变应力条件下，裂隙界面发生持续减速滑移，其动力学行为可通过速率-状态摩擦(RSF)关系定量描述。滑动界面经历长期应力松弛，促使裂隙尖端应力逐渐累积，最终触发断裂破坏。基于此，我们构建了RSF与断裂力学耦合的理论框架，通过开发含随机微裂纹的有限元岩石模型，成功再现了脆性蠕变的宏观力学行为，并揭示出声发射(AE)时空分布、b值和分形维数等参数的系统变化。进一步研究识别出微裂纹演化的四种应力调控模式，表明分布式损伤向应变局部化的转变源于微观应力集中与松弛过程的竞争。本研究首次在实验与理论层面统一了岩石蠕变的微观摩擦行为与宏观失效演化规律，为解释地震前兆信号(微地震分布与波速变化)提供了物理解释。