Materiały konferencyjne SEP 1993 - tom 2

Underground Exploitation School '93 Załóżmy bowiem, że eksploatacja w miarę równomiernie zbliża się do odpowiednio nachylonego uskoku. Powoduje to liniowe narastanie naprężeń stycznych z (proporcjo- nalnie do nich narastać będą deformacje sprężyste u - rys. 5a). Wzrost ten będzie występować do wartości określonej wytrzymałością na ścinanie, w tym przypadku wy- znaczonych siłami tarcia statycznego i^. W tym momencie układ osiąga stan równowagi nietrwałej, wstrząs powstanie, jeśli zostanie spełniony warunek (13), (tzn. jeśli sztywność skał otaczających uskok będzie mniejsza od sztywności uskoku), w wyniku wstrząsu powstaje spadek do wartości określonych siłami tarcia dynamicznego i początek nowego cyklu. Jednocześnie wystąpi wzrost przemieszczenia całkowitego 1. Jeśli nie ulegną zaburzeniu procesy eksploatacji złoża i warunki panujące na uskoku, to wstrząsy będą się pojawiać cyklicznie i można oczekiwać w przebiegu deformacji na uskoku fazy intersejsmicznej (akumulacja naprężeń - głównie deformacje sprężyste), fazy pre- sejsmicznej (bezpośrednio poprzedzającej wstrząs - mogą się pojawiać deformacje niesprężyste), fazy kosejsmicznej (towarzyszącej wstrząsowi - deformacje niesprężyste) i fazy postsejsmicznej (zakończenie cyklu - stopniowe zanikanie deformacji) podobnie do trzęsień Ziemi (Kasahara, 1981). Okres powtarzania się wstrząsów będzie zależeć od spadku naprężeń stycznych At = Tg-T^ i prędkości narastania naprężeń. W rzeczywistości należy jednak oczekiwać bardziej złożonego przebiegu procesu deformacji. Jeśli jednak istnieje pewna statyczna wytrzymałość na ścinanie wówczas znając lub szacując prędkość narastania naprężeń uzyskujemy model, w którym opierając się o zmiany naprężeń stycznych łub przebieg deformacji całkowitych 1 - można oszacować czas wystąpienia wstrząsu (rys, 5b). Należy sprawdzić możliwość wykorzystania do tego celu przebiegu skumulowanej energii sejsmicznej. Jeśli zaś okazałaby się stała wartość tarcia dynamicznego, byłoby można przewidywać wielkość poślizgu w czasie wstrząsu (ewentualnie wyzwolonej energii sejsmicznej) (rys. 5c). Jeśli jednak założymy, że wytrzymałość na ścinanie takiego uskoku nie jest stała, a jedynie jest ograniczona i podobne założenia przyjmiemy w stosunku do sił tarcia dynamicznego (ograniczoność), wówczas na podstawie szczegółowych obserwacji prze- biegu deformacji i sejsmiczności na uskoku, a także w oparciu o analizę przebiegu eksploatacji w jego pobliżu, nie wyznaczymy wprawdzie dokładnie czasu pojawienia się wstrząsu i wielkości spadku naprężeń (energii sejsmicznej), można jednak oszacować maksymalny czas do pojawienia się wstrząsu jak i maksymalną wartość spadku naprężeń co schematycznie przedstawiono na rys. 5d. Zasadniczą wadą wszystkich modeli opartych o proste prawo tarcia jest fakt, że nie opisują one w sposób uzasadniony fizycznie mechanizmu powrotu sił tarcia na uskoku do swej pierwotnej wielkości (wytrzymałości statycznej) i dlatego trudno w nich uza- sadnić periodyczność procesu deformacji. Można to jedynie tłumaczyć ograniczoną wielkością energii dostarczanej do układu z zewnątrz i spadkiem sił stycznych poniżej wartości określonej wytrzymałością dynamiczną, co powoduje wstrzymanie procesu dynamicznego i powrót sił tarcia do wartości charakteryzujących stan statyczny, co jednak zadowala geofizyków tylko w pierwszym przybliżeniu opisu tego procesu. 144 Tom II