slipweakeningtilnærminger

Slip-weakening tilnærminger er en klasse konstitusjonslover innen friksjon som beskriver hvordan skjærstyrken på en friksjonsoverflate reduseres etter at et toppfriksjonspunkt er nådd, mens slipdisplacementen øker. Dette fenomenet er sentralt i modellering av dynamiske rupturer i bergarter og i jordskjelv, samt i geotekniske vurderinger av skred og bruddprosesser.

En vanlig enkel form er en lineær slip-weakening-lov: τ(δ) = τp − (τp − τr) (δ / Dc) for 0 ≤ δ ≤ Dc, og τ(δ) = τr for δ ≥ Dc. Her er τp skjærstyrken ved slipstart (peak), τr residual skjærstyrke, δ slipdisplacement og Dc den karakteristiske slip-distansen som trengs for å oppnå τr. Denne formen viser et plutselig fall i styrke etter toppfriksjonen gjennom en definert slipdistanse.

Tilnærmingen bruker parameterne τp, τr og Dc sammen med normaltrykk og materialegenskaper. Den kobler ofte til en reduksjon i effektiv friksjon mellom mikroskopiske kontaktpunkter, og gir motivasjon for å modellere energiutslipp og rupturrekker i geofysiske prosesser. Slike modelleringer benyttes i numeriske metoder som finite-element og finite-difference simuleringer av dynamisk ruptur langs feilsoner, samt i teoretiske og praktiske vurderinger av skred- og bergsikkerhet.

Varianter finnes, blant annet ikke-lineære eller ikke-lineære differenserte former for Dc, og kombinasjon med rate- og state-friksjon som beskriver hastighetsavhengige effekter. Begrensninger inkluderer forenklede antakelser om homogenitet, konstant Dc og friksjonsegenskaper som kan være avhengig av trykk, poretrykk og geometri. Se også rate-and-state friksjon og Coulomb-friksjon.