岩石破裂电磁辐射（EMR）现象实验研究

岩石破裂电磁辐射现象是客观存在的物理现象.随着电磁辐射观测技术在地震研究、冲击矿压预测等领域的应用，极大地推动了岩石破裂电磁辐射的实验研究.本文对岩石破裂电磁辐射的影响因素以及相伴生的现象，以及有关的物理解释进行了概括介绍.由于不同研究者使用实验设计、实验参数、实验条件的不同，使得观测和研究结果同样难以统一认识.不同的研究者根据各自的试验提出了不同的物理机制.同时对已发现现象的重复性、证实性研究岩石试验缺乏.严重匮乏利用数值模拟以及建立模型定量研究岩石破裂的电磁辐射.此外，岩样实验系统不同于实际的地震系统，进行模拟震源环境的实验研究，发展大尺度的标本和原岩现场实验的基础上，如何建立室内室外岩石实验与地震观测事实之间的联系是问题的关键.     

岩石破裂过程中超长波段的电、磁信号和声发射的实验研究.

在单轴压力下对辉长岩、大理岩等岩石破裂过程中产生的电、磁、声信号作了实验研究。实验分干、湿两种情况进行, 测试系统的频响范围为超低频。主要结果是:获得了岩样从受压到解体过程中, 在0-20kHz频段内的电磁辐射和声发射信号的原始波形;岩石破裂过程中电磁信号的辐射强度与岩石的岩性、含水量、破裂强度、加载率和破裂状态有关;岩石破裂过程中的电磁辐射率和声发射率有关系, 它们的最大值在时间上相对应的约占70%,而且电磁辐射信号比声发射信号发育, 持续时间也较长;实验中以铜板天线为接收传感器的电磁信号的主能潜在6kHz以下, 而以电感线圈为接收传感器的电磁信号主能谱在10kHz左右, 声发射的主能谱在3kHz以下;声发射信号出现之前有明显的电磁信号。由于岩石在破裂过程中辐射的电磁信号与声发射有较好的对应关系, 因此可以认为, 岩石破裂实验中获得的电磁辐射信号与岩石破裂有密切的关系。所以, 地震前观测到的电磁辐射异常主要是由岩石的破裂引起的。至于实验中在声发射之前出现的电磁信号, 则可能与压电、压磁效应有关。      

煤岩变形破裂电磁辐射的实验研究

对受载煤体变形破裂产生电磁辐射进行了实验研究及规律分析,并对煤岩变形破裂电磁辐射的机理进行了探讨分析．研究结果表明,煤体变形破裂时能够产生电磁辐射,电磁辐射信号与声发射信号并非严格同步,电磁辐射信号较声发射信号丰富,电磁辐射与煤岩体的变形破裂过程密切相关．煤岩电磁辐射技术在揭示煤岩变形破裂机理,预测、预报地震,矿山煤岩灾害动力现象及岩石混凝土建筑稳定性方面有着非常广泛的应用前景．     

煤炭变形破裂电磁辐射的实验研究

对受载煤体变形破裂产生电磁辐射地实验研究及规律分析,并对煤炭变形破裂电磁辐射的机理进行了探讨分析。研究结果表明,煤体变形破裂时能够产生电磁辐射,电磁辐射信号与声发射信号并非严格同步,电磁辐射信号罗声发射信号丰富,电磁辐射与煤盎体的变形破裂过程密切相关。煤炭电在辐射技术在揭示煤岩变形破裂机理,预测、预报地震、矿山煤炭灾害动力现象及岩石混凝土稳定性方面有着非常广泛的应用前景。     

芦山MS7.0、玛多MS7.4地震前大地电场异常变化特征

1 研究背景 岩石破裂实验结果表明,地震是应力持续加载并最终导致岩体突然张裂、断裂和错动的结果,伴随着应力应变的持续积累,岩土介质的物性参数会发生变化,在孕震晚期会产生电磁辐射,而且,地电场在多次中强地震前具有中短期异常.因此,开展大地电场观测与研究,有助于深入认识地壳构造运动规律,同时对地震灾害短临预测研究具有重要意义.     

岩石破裂与氡含量变化关系的实验研究

为探索氡含量的变化能否视作地震前兆,作者进行了岩石破裂与氡含量变化关系的模拟实验。实验结果表明,可以认为岩石破裂是引起地震之前氡含量异常的原因之一。文末,根据实验结果对在地震区某些实际观测中的问题进行了初步讨论。     

岩石破裂电磁辐射频率与弹性参数的关系

为进一步研究岩石破裂电磁辐射特征，本文根据岩石破裂电磁辐射是由岩石破裂时产生带电粒子扰动引起的假说，通过断裂力学理论中的张开位移法计算岩石破裂过程中的裂纹宽度，由电磁辐射频率与破裂宽度之间的关系，研究电磁辐射频率与弹性参数之间的关系，并给出了它们之间的关系表达式.通过建立具有中心贯穿裂纹的无限大平板模型，根据破裂宽度计算了在该模型条件下几种岩石破裂过程中产生电磁辐射频率范围.理论模型计算出来的频率范围主要集中在实验观测的中高频段，并体现出频率随弹性参数的变化.     

云南地区中强与强烈地震电磁辐射的观测研究

通过一年之内的地震电磁辐射前兆的连续观测,总结了中等强度地震电磁辐射前兆的统计对应率及信号与地震的关系.分析研究澜沧-耿马强震序列的电磁辐射特征,并与中等强度地震的前兆进行了比较.对该前兆作为地震短临预报的可行性及应继续深入研究的有关问题作了分析.      

地震电磁辐射前兆不同步现象物理机制的实验研究

为了研究地震电磁辐射前兆信号不同步现象的物理机制,我们对岩样施加双轴压力,使岩样产生剪切破裂和摩擦滑动,以模拟地震孕震区构造断裂带的活动．在断裂缝周围放置各类频率的天线,采用自动快速连续观测系统,记录各类岩样在剪切破裂和滑动摩擦过程中不同方位、不同频率的电磁辐射和声发射信号． 实验结果表明: ① 岩样在双轴压力作用下发生剪切破裂和滑动摩擦过程中出现大量的电磁信号,信号的频率从几百赫兹~几千赫兹;② 不同方位、不同频率的天线接收的信号到时不同步、信号幅度也有差异,位于裂缝处的天线接收的信号最大;③ 电信号和磁信号不同步出现,其中电信号出现的频率次数多,而且幅度大． 笔者认为,产生电信号（E）和磁信号（M）的机理不同．岩样内部的电信号是由于岩石晶体的压电效应和破裂的新生表面的净电荷产生的,而磁信号是岩石带电碎片的高速运动和岩石破裂时向外发射电子激励周围空气电离产生．分析几次中强地震的电磁前兆信号,也存在电和磁信号的不同步现象,而且电信号早于磁信号．如果同一个台站同时观测电场（地下）和磁场（大气）,能有效提高地震预报的效能．      

1980年以来我国电磁辐射地震前兆信息的观测与研究

地震孕育和发生过程中往往会产生低频电磁辐射,地震前电磁辐射现象越来越受到地震学家们的关注,监测并分析低频电磁信号异常,已成为一种重要的地震短临预测方法.近年来,我国从现场观测、震例研究、模拟实验及理论探讨等方面都取得了可喜的进展.本文对电磁辐射地震前兆信息的相关观测与研究进行了回顾和总结,研究表明:电磁波辐射现象与地震活动有着较为密切的关系,电磁波观测资料是一种捕捉临震信号较有效的手段,有希望成为很有前途的地震短临预测方法之一.     

远场地震电磁辐射强度与孕震震级关系

基于垂直电偶极子激发源模型,首先研究了远场地震电磁场辐射场及其分布特征,其次分析了远场地震电磁辐射强度与孕震震级之间的关系.结果表明垂直电偶极子激发源可以解释孕震区激发电磁辐射现象,是激发地震电磁辐射最有可能的激发源之一;远场地震电磁辐射强度的对数与地震震级呈线性关系,直线的斜率与孕震区裂隙特性分布及其电磁特性有关.研究结果对进一步认识地震电磁辐射现象和拓宽地震监测预报思路均有积极意义.     

河北省地震电磁台网的科技管理

科学管理,是横跨社会科学和自然科学的大学科。河北省地震电磁台网实施科技管理,对台网建设和电磁辐射研究与应用的进展,起到了极大地启示、指导和推动作用。本文主要介绍台网管理体系、技术职能、规范规章、技术措施和地震预报的管理等内容。同时对实施科技管理的意义等,进行了尝试性的讨论。     

Experimental study of the features of VLF, MF, HF and VHF electromagnetic radiation accompanying rock fracture

In order to investigate the physical mechanism of seismo-electromagnetic signals, many scholars from China and other countries have carried out laboratory and field experiments of rock samples by loading them up to fracture in recent ten-odd years. In each of these experiments, the phenomenon of electromagnetic radiation was observed during the process of rock sample fracture. However, the experimental results can not explain the non-synchronous electromagnetic radiation in actual observation records. In these records, some stations displayed anomalies but some others did not, and the signals of different frequency bands observed by the same station did not occur simultaneously. This has brought about many difficulties to the application of electromagnetic radiation in earthquake prediction. The experimental result of this paper can explain the phenomenon of non-synchronous electromagnetic radiation. In the experiment of this paper, rock samples are uniaxially compressed up to fracture. The antennas of different frequency bands are installed two meters away from the rock sample in different directions. The electromagnetic signals during the whole process of rock sample fracture are recorded synchronously by a 14-channel tape recorder. The experimental results are as follows: (1) signals of the four frequency bands: VLF, MF, HF and VHF, are all recorded during the main fracturing process of rock samples, but signals of different frequencies may somtimes occur non-synchronously; (2) the intensity of electromagnetic radiation is the highest at the moment when the main fracture occurs, but signals in different directions are of different intensities. The above results are consistent with the non-synchronous electromagnetic radiation observed in real earthquakes. It seems possible to predict the orientation of future seismic source by the electromagnetic method of the LF or VLF frequency bands. Contribution No. 95A0075, Institute of Geophysics, SSB, China. The paper is translated by Prof.Jie-Fan HUANG, Peking University from the Chinese into English version.     

电磁扰动数据分析及在震情跟踪中的应用

电磁扰动是近年来日益被关注的地震监测手段。分析了郑州晶微公司的电磁扰动监测仪在安徽、河南、山东和四川的9个电磁波台站的数据,结果表明,地震前确实存在各种形式、不同频段的电磁波辐射,其异常信息的研究对地震预测,特别是短临预测有一定的意义。     

The Quasi-Stationary Field in the Even-Charged Body Model of Seismic Electromagnetic Signals

Analytic expressions of a quasi-stationary field caused by an even-charged body in a three-layer medium are obtained from an electrostatic field.Analysis and studies on it are carried out to obtain some guiding results in observing and analyzing seismic electromagnetic precursor indications.     

A non-contact mine pressure evaluation method by electromagnetic radiation

An electromagnetic radiation evaluation method for the relative stress state of coal bed under stress was proposed in this paper. The stress distribution of mine roadway or working face, as well as high stress zone or stress gradient zone, was analyzed by the method. The main advantages of the technique are its characteristics of non-contact, orientability, and regional monitoring. Correlation analysis of electromagnetic radiation with relative stress was carried out in coal mines and tunnels. The results indicate that the electromagnetic radiation technology has a wide application prospect in the evaluation of mine pressure.     

辽宁及邻区电磁辐射在地震中的应用研究

通过省内、省外台站分布情况、台址情况、观测记录仪器使用情况,观测记录仪器的性能指标,如观测仪器探头类型、架（埋）设方式,记录仪器的采样率、分辨率,震例情况等从电磁辐射的发生机理出发进行深入细致的分析,找出地震前电磁辐射异常信息量、异常起始时间及持续时间与震中距、震级的关系。     

山西地震电磁辐射台网中心系统的搭建及应用

文章从系统架构设计、系统网络结构、软件系统框架及软件部署、电磁辐射观测台网组成、台网中心软件系统的研发及主要功能等方面详细介绍了＂山西地震电磁辐射台网中心系统＂的搭建技术。通过系统的运行,可对全省电磁辐射观测台站实现统一规范化管理、数据共享、远程控制。     

地震电磁辐射电极法干扰因素的讨论

首先扼要介绍了电极法地震电磁辐射的仪器性能、干扰概况和干扰与异常的识别。通过大量资料相关分析表明，雷电、磁暴等空中电磁扰动信号，以及气温、降水等气象因素，都不是电极法电场观测地震电磁辐射的明显干扰因素；当地低空特强雷电和布极区附近的较大电气设备启闭，可造成干扰，但此干扰可以识别和排除。     

无源微波遥感用于地震预测及物理机理研究

对不同岩性的岩石进行了无源微波遥感用于地震预测的实验研究,实验在等温过程加载条件下进行．实验得出岩石的微波辐射能量随岩石的应力状态变化而显著变化,这个变化完全由应力引起,与温度无关．将介质所处的应力状态同介质的微波辐射能量变化与物理机理直接地联系了起来,为无源微波遥感观测地球表层应力场分布和预测地震奠定了物理基础,并提供了实验依据．本文提出了无源微波遥感预测地震的两种物理机理,即热能激发机理和机械能激发机理;提出了由无源微波遥感探测结果,反演介质应力状态和温度状态的方法．