암석 마찰 모델링: 1. 실험 결과 및 구성 방정식

캘리포니아 레이몬드의 화강암질 암석의 지면에서 약 6 MPa의 정상 응력에서 수행된 직접 전단 실험은 경쟁하는 시간, 변위 및 속도 효과가 암석 마찰을 제어함을 보여줍니다. 미끄러지는 표면 간의 접촉 지점 집합의 강도가 마찰 강도를 결정하며, 접촉의 집합은 변위에 따라 지속적으로 변화한다고 제안됩니다. 이전의 실험은 접촉의 강도가 접촉의 연령과 함께 증가함을 보여줍니다. 현재의 실험은 표면 거칠기와 비례하는 특성 변위가 접촉 집합을 변화시키는 데 필요하다는 것을 입증합니다. 따라서 미끄러짐 동안 접촉 지점의 평균 연령과 따라서 마찰 강도는 미끄러짐 속도가 증가함에 따라 감소합니다. 변위 약화와 결과적으로 불안정한 미끄러짐의 가능성은 변위가 접촉의 평균 연령을 줄일 때마다 발생합니다. 이러한 변위 의존성과 시간 의존성에서 발생하는 속도 의존성 외에도, 실험은 미끄러짐 속도가 증가할 때마다 마찰이 일시적으로 증가하는 경쟁 현상도 보여줍니다. 정상 상태의 미끄러짐 이하에서 응력에서 미끄러지는 표면의 침식도 관찰됩니다. 표면 거칠기와 다양한 시간 및 속도 이력에 대한 함수로서 마찰 대 변위 데이터를 정량적으로 시뮬레이션할 수 있는 구성 관계가 개발됩니다. 실험에서의 불안정한 미끄러짐은 이러한 구성 효과와 실험 시스템의 강성에 의해 제어됩니다. 지진 불안정을 제어하는 유사한 특성이 있다고 주장됩니다.