具有多种断层结构岩样的形变和破裂特征的试验研究

在岩石板上切割出多条切缝并以石膏填充,将其分为3个构造特征区:A区(断层交汇区)、B区(左行左列岩桥区)、C区(右行左列岩桥区)。采用双轴加压、定点应变、声发射信息系统和实时全息干涉计量方法(激光)进行观测研究。结果表明:在岩样破坏孕育过程中,各个特征区都出现了特大破裂。每个特大破裂发生前定点应变、激光干涉条纹图(应变场)和声发射信息都出现了特征变化。特大破裂的发生有先后,其前兆特征的出现也有先后,并且各区有各自的特点,某些前兆还可能在各区之间交替出现。研究认为,三个区的断层结构性质不同,这就导致了不同的破裂顺序,甚至产生不同的前兆现象。     

循环加载下岩石破裂过程中声发射b值变化特征及意义

1 研究背景 声发射是指岩石在受力过程中发生变形和破裂,其应变能释放所监测到的一种物理现象,而b值是表征地震震级—频度关系的参数,研究人员发现,b值具有非线性特征,且与岩石破裂过程密切相关.因此,利用岩石试件变形破坏过程中产生的声发射事件模拟地震,进而研究不同加载条件下岩石变形破坏过程中的声发射b值变化特征,可用于监测岩石受力破坏过程中内部预存微裂隙的活动状态,有助于揭示岩石损伤机理及岩石的破坏程度,也可作为岩石失稳预警参数,捕捉地震发生的前兆信息.     

组合坚固体应变扰动及波速异常的破裂前兆特征研究

研究了高、低强度3段拼合岩石样品在单轴压缩和双轴单面直接剪切时的破裂特征及突发应变扰动与波速异常的破裂前兆。从分别置于高、低强度段上的应变变化看,在整个样品破裂前,低强度段(弱岩)先出现突发扰动,高强度段(强岩)后出现突发扰动。从分别穿过高、低强度段上的波速变化看,低强度段波速先出现下降,高强度段后出现下降。主破裂后明显的裂缝贯穿整个拼合岩样。进而讨论了坚固体孕震模式(主破裂前)的突发性应变前兆与波速异常的时空特征。     

试论岩石破裂和破坏的差异对地震模拟及前兆研究的影响

本文分析讨论了实验地震学研究中很少论及的岩石破裂和破坏的很大差异,指出仅以岩石破坏实验模拟地震特别是前兆研究存在诸多不足.建议以岩石破裂来模拟地震特别是前兆研究,由此可给出较为完整的地震活动图像.岩石破坏前兆已研究的相当多,但大破裂前则未必出现如破坏那样的前兆.大破裂前兆特征比破坏前兆更能反映地震前兆的复杂性,其识别更难,更符合实际.同时议及以岩样的整体黏滑模拟地震研究特别是前兆研究的不足.建议加强对局部现象——大破裂（或黏滑）的前兆特征、预测方法的深入仔细研究.     

慢地震慢前兆的机制研究

通过岩石高温高压破裂实验与有机玻璃破裂试验的应力—应变曲线对比、地震波形记录(观测资料)与试样破裂波形(实验资料)对比、地震前后定点应变与主破裂前后应变形态变化的对比，认为慢地震是临界或亚临界破裂或预先滑动所致，是低频应变波动。它是材料屈服、弱化或塑性变化的必然结果。而慢前兆则是临近大地震(大破裂)前出现的诸如形变、低频地震波(破裂弹性波)等的短期及临震前兆现象，它比较可靠。但由于许多岩石主破裂前并无明显的临界破裂或预滑动现象，也并非所有岩石都一定出现明显屈服，所以也并非每个地震前都有慢地震，因此，也就不一定都出现低频波动。从而，也并不一定都出现相同的短期、临震前兆现象。     

远场和超远场前兆的模拟实验研究

在岩石试件、传压块体（包括岩石和钢块）和压机架上布设应变观测点，观测研究它们在岩石试样破裂孕育过程中的变化特征。结果发现，岩样临破坏前除岩样上各个测点都出现异常变化外，同时较远处的测力元件、传压块体和压机架上的应变也出现了突变或扰动前兆异常。岩石试样外部测点的应变特征变化在极临近主破裂时才有反映。而岩样上的测点除极临近主破裂时有突变和扰动外在离主破裂较早时已有反映。岩石试样外的测点距岩样约25－90cm，约为破裂尺度的3－10（多）倍。这表明在孕震区以外很远的地方都可能出现前兆异常。并初步探讨了形成远场前兆的原因。     

地震破裂过程的几何学与运动学特征的模拟

本应用形变破裂和激光全息光弹实验，结合断裂力学的观点研究了地震破裂过程的三个方面：１．地震破裂的力学机制；２．地震破裂的应变特征与运动过程；３．地震破裂过程的应力场分布特征。并分析了地震破裂过程的几何学与运动学特征以及探讨了它们与地震发生。前兆和余震迁移的密切关系。此项研究为活动断层分段研究和地震预报提供了实验证据。     

突发应变扰动-一种新的破裂前兆的实验研究c

采用新的仪器系统多功能高频地震仪记录岩样上多点应变在破裂孕育过程中的变化．结果发现:在岩石主破裂前,各点应变除趋势性特征变化外,同时出现突发扰动．突发应变扰动有可能作为大震短临前兆的一种．      

岩石失稳破裂前激发极化效应的初步研究

本文介绍了在压应力作用下观测岩石失稳破裂前激发极化效应的实验方法和主要结果。重点研究了沉积砂岩、矿化灰岩和部分橄榄岩的激发极化特征及其变化规律,讨论了岩石的脆柔性质与破裂前兆的关系。实验结果表明:(1)在压应力作用下,岩石的激发极化效应十分明显,规律性强,变化幅度大;(2)随着压应力的增大,极化率出现以下降为主的有规律性的变化,其幅度可达百分之几到百分之几十;(3)普遍记录到了岩石失稳破裂前的极化率前兆特征——加速下降和急剧上升,其变化形态与岩石的脆柔性质有关。最后,本文对岩石激发极化压应力效应的机理及其在地震预报研究中的应用作了初步探讨。     

含多组雁列构造试样的特征位移场与声发射的关系-应变空区的实验与理论探讨

针对唐山等大地震前出现的形变空区现象，依据实验和理论对应变空区进行了探讨． 实验过程中采用焦散线法、实时全息干涉计量方法(激光)图像摄影记录，同时进行微破裂(声发射)记录．依据固体损伤理论，结合微破裂定位对应变空区进行研究，得出两点结论:①应变空区在线弹性情况下出现是一种必然现象，且应变空区的位置相对稳定，与裂纹端部的应力集中相对应；②应变空区内几乎不发生微破裂．微破裂总是从高应力区产生，且几乎就发生在应力集中区与应变空区相联的条带内，最终表现为微破裂(声发射)的带状或成丛分布．主破裂总是从应变核(焦散阴影区)开始，然后向应变空区急剧发展，形成主大破裂，最终导致试样崩溃．      

Burst strain disturbance — A new test study on fracture precursor

A multi-functional high-frequency seismometer, a new instrumental system, is used for recording multi-point strain variations of rock samples in the process of fracture development. The results indicate that strain in each point appears burst disturbance synchronously besides a tendency variation before main fracture. The burst disturbance could probably be one of the short-impending precursors before great earthquake.     

Burst strain disturbance—A new test study on fracture precursor

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＢｅｆｏｒｅａｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅｏｃｕｕｒｓ,ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｖａｒｉａｔｉｏｎｓｏｂｖｉｏｕｓｌｙａｐｐｅａｒｉｎｓｅｉｓｍｏｇｅｎｉｃａｒｅａａｎｄｎｅａｒｂｙｗｈｉｃｈｗｅｒｅｒｅｐｏｒｔｅｄａｌｏｔ．Ｅａｒｌ...     

关于地电阻率短临机制与应用的研究

在地震预报研究中，中长期预报的研究固然需要，但更有实际意义的应是短临预报的探索。但至今对短临预报问题的解决取得进展甚少。本文根据断裂力学观点，分析研究了大量的实测资料，发现地电阻率的突变与地下介质的破裂存在着一定联系。统计结果表明，一旦有台站出现突变，未来一个月内将有６０％以上可能，在其周围附近发生地震。因此，地电阻率的加减速变化所引起的地电突变是有可能作为震兆予以考虑。这些变化特征，不但在云南地     

On the physical model of earthquake precursor fields and the mechanism of precursors′ time-space distribution (II) — How do the stress and strain fields evolve while a strong earthquake is in preparation and how does the evolution affect the seismicity and earthquake precursors?

In this paper, the stress concentration process and the time-space distribution of stress when earthquakes are in preparation in one or more earthquake-generating bodies in a tectonic block have been analyzed and their relation with seismicity and earthquake precursors have been studied. The results show that: 1 When the regional stress field has intensified to a certain level, fracture begins in some block or blocks. The regional stress field will vary with time and the occurrence of strong earthquakes in groups is the result of the evolution of this dynamic stress field. In this process, the existence and development of more than one high stress concentration zone may give rise to a variety of pre-seismic anomaly-to-earthquake relations. 2 The process of stress variation in an earthquake-generating block generally appears as a nonlinear one. After the long-term elastic deformation, there may be more than one time of inelastic deformation and fault-softening from the beginning of the stage of inelastic deformation to just before the main fracture. Corresponding to such a nonlinearity, the stress and strain fields in the earthquake-generating block will display a complex pattern of time-space evolution; and thus the earthquake precursor fields controlled by stress and strain must display complexities in many aspects.     

典型构造微破裂集结的实验研究

通过大理岩破裂实验,考察了典型构造中微裂纹的演化、集结的过程和特征．根据损伤理论,分析了构造对微破裂演化的控制作用．根据微破裂集结临界条件的相似原理,认为这些特征可以类推到公里尺度,它们有助于解释地震中短期阶段的前震或广义前震分布,作为地震前兆的一次效应．其它物理效应为二次或三次效应．微破裂集结时局部密度突然加大,有助于解释部分前兆记录突跳现象．非集结部分出现部分微裂纹愈合,密度反向变化,有助于解释一些前兆记录在短临阶段记录中出现反向的现象．考察了不同构造的不同部位微破裂萌生和演化的范围差异,这些差异有助于解释不同地质构造孕震区域的孕震过程,从而可解释板缘和板内地震前兆记录的差异．这种差异可能被不同观点学者分别引用,以论证地震是否有前兆记录的问题．然而,在考察不同地区的前兆记录时,必须注意不同地区的地质背景．      

The experimental investigation of micro-cracks nucleation in typical tectonics

IntroductionTheexistenceandmeasurabilityofearthquakenucleationinvariousgeologicalbackgroundareimportantbasicproblems.Generally,crowdingtogetherandzonationdistributionofmoderateandsmaIlearthquakes(orsourceofAE)arenormalphenomenon(Mei,etal,l993).However,itisnotreliabIetoidentifythecrowdingofmoderateandsmallearthquakesasforeshockofstrongearthquake.Someauthors(Yu,Li,l998,Wang,l999)studiedthemethodstofindtheprecursorinformationastojudgetheriskofstrongearthquakesfromthefiguresofspace-timeevoluti…