加卸载响应比(Load/Unload ResponseRatio)、能量加速释放(AE/MR)的临界区尺度及地震预测

加卸载响应比理论的主要思路是：系统在稳定状态时加载响应与卸载响应的比值与非稳定状态时加载响应与卸载响应的比值是完全不同的。大震前加卸载响应比升高和能量加速释放这两种现象可以用来对地震进行中期预报。同时，加卸载响应比理论和能量加速释放可能有相同的物理机制。为了验证这种地震预报方法的可行性，我们研究了几例发生在澳大利亚与中国，M5．0～7．9之间的地震，其中包括破坏严重的澳大利亚纽卡斯尔地震和中国的唐山地震。我们利用以震源中心一定范围内的数据计算了震前的加卸载响应比和能量加速释放的幂律拟合。能量幂律加速释放存在一组最佳的拟合，一定范围内加卸载响应比达最大值表明加卸载响应比也有一个临界区尺度。进一步讲，加卸载响应比与能量加速释放的临界区尺度是相似的。这些结果表明加卸载响应比与能量加速释放有相同的物理机制。进一步的研究可能会对这种物理机制提供更好的解释，同时也能对地震的中期预报提供理论基础。     

加卸载响应比(LURR)理论的实验研究

利用大尺度岩石试件破坏声发射实验，对加卸载响应比(Load/Unload Response Ratio)理论进行了实验研究。实验采用的加载条件力求能够模拟地下岩石的复杂受力过程。在加载过程中，岩石试件内部出现的损伤用声发射技术进行了记录。实验数据经过分析之后所得的结论与加卸载响应比理论预测的结果相符合。把加卸载响应比值Y的变化情况与声发射事件定位的过程相对比，也可以进一步看出岩石材料内部的损伤发展过程与加卸载响应比Y值的变化具有一致性。而高Y值的异常情况出现，又是在材料发生最终破坏之前，所以，可以用加卸载响应比理论定量地分析岩石试件损伤演化情况，从而对岩石材料的破坏及地震做出预测。实验结果再一次验证了加卸载响应比理论。     

地震临界点理论的实验研究

按照临界点理论，在大地震或岩石等脆性材料破坏发生之前能量会加速释放（AER），这种加速过程呈幂律变化（power-law）. 本文通过大尺度岩石破裂声发射实验，对这一临界现象进行了研究. 实验分别采用3种岩石试件，并且实现了不同轴压加载历史以及三轴应力状态；实验利用声发射技术记录了微裂纹产生和扩展时所释放的弹性能（声发射）；实验结果证实了临界点理论，在不同的实验条件下，岩石材料在受压破坏之前弹性能会出现明显的加速释放过程. 本文还对使用AER预测中期地震进行了初步研究.      

地震临界点理论的实验研究

按照临界点理论 ,在大地震或岩石等脆性材料破坏发生之前能量会加速释放 (AER) ,这种加速过程呈幂律变化 (power law) .本文通过大尺度岩石破裂声发射实验 ,对这一临界现象进行了研究 .实验分别采用 3种岩石试件 ,并且实现了不同轴压加载历史以及三轴应力状态 ;实验利用声发射技术记录了微裂纹产生和扩展时所释放的弹性能 (声发射 ) ;实验结果证实了临界点理论 ,在不同的实验条件下 ,岩石材料在受压破坏之前弹性能会出现明显的加速释放过程 .本文还对使用AER预测中期地震进行了初步研究 .     

利用固体点阵模型进行加卸载响应比的统计研究--兼论潮汐诱发与地震预测

为了验证Mora等人利用固体点阵模型研究加卸载响应比结果的统计稳定性，本文进行了统计实验。每种情况使用24组试件，每一个试件具有相同的宏观参数（潮汐扰动应力的振幅A、周期T、构造应力加载率k），但是粒子的排列方式不同。单轴压缩实验的结果表明：在灾变破坏发生以前的一定时间内，整体平均的加卸载响应比值明显升高，与大地震发生前观察到的加卸载响应比值异常升高是一致的。在剪切实验中，我们发现有两个参数控制着地震与潮汐应力的相关性。一个参数是A／（kT），该参数控制着最大地震率与扰动应力最大振幅的相角差。当该参数增加时，该相角差降低。另一个参数是AT／k，该参数控制着模型地震概率密度函数的高度。当这个参数增加时，概率密度函数变得又尖又狭窄，表明潮汐应力有很强的诱发作用。剪切实验中加卸载响应比的统计研究结果也表明，除了在潮汐诱发作用很强的情况下，卸载周期中数据缺乏导致加卸载响应比不能计算外，较大事件更容易出现在加卸载响应比的较高阶段，该结论更进一步支持加卸载响应比理论。     

用潮汐体应变加卸载响应比研究岩石弹性性质的变化

本文在岩石试验的基础上，分析了加载和卸载响应在线性段和非线性段之间的差异，将引潮力作为加卸载的力源，定义了潮汐加卸载响应比，并着重研究了潮汐体应变加卸载响应比的计算方法，推导了计算潮汐加卸载响应比的实用计算公式，最后用体应变观测资料作了实例计算，计算结果表明，约７０％的地震前均发现有潮汐响应比的变化，说明地震前岩石的弹性性质是有变化的。     

态矢量方法的实验研究

在地震等灾变的发生之前，会出现一定的前兆现象。中通过实验方法对这些前兆现象之一的态矢量的异常变化进行了研究。实验使用声发射技术(Acoustic Emission)，对三轴应力条件下岩石试件内部微裂纹的产生和扩展进行了记录。实验结果表明在岩石试件最终破坏之前，表征态矢量的相关参量都发生了异常明显的变化，这表明态矢量的异常变化可以被用作为岩石等脆性材料灾变的前兆，使用态矢量方法可以对脆性材料的破坏乃至地震作出预测。     

加卸载响应比理论在中强地震（7〉M≥6）预测中的应用

本文运用加卸载响应比理论对中强地震前的加卸载响应比的变化进行了研究。结果表明，中强地震前加卸载响应比明显上升，表现为三种不同的形态，持续时间为半年到两年。     

加卸载响应比20年及其展望

地震孕育过程是一个非线性、不可逆的过程,震源区介质的加载响应不同于卸载响应,这种加载响应与卸载响应的差别可以定量地刻画地震的孕育过程。基于这个物理概念,提出了一个新的参数加卸载响应比,作为一类地震前兆,用来定量预测强震的发生。在本文中,首先简单回顾了加卸载响应比的发展历史,然后详细介绍了地震震例检验、数值计算、实验研究、地震预测精度、可信度等方面的内容,最后对加卸载响应比的前景进行了展望。     

震前应力积累与加卸载相应比预测效力研究

加卸载响应比理论是近年来关于震源区介质破坏演化物理过程的重要发现,其研究极有可能为地震预报开辟一条物理预报的新路.当震源区介质处于稳定状态时,对加载和卸载的响应几乎是相同的,而当介质处于不稳定状态时,其响应就会发生明显的变化,这一现象可以被用作为地震发生的重要前兆.     

岩石非线性破裂的衰减特征

在实验室内，模拟了在构造应力和引潮力的共同作用下岩石失稳破裂的过程，记录了整个过程中不同应力条件下通过岩石样品的纵波波形曲线．以此为基础，分别在时间域和频率域计算了Ｐ波波列能量随应力的变化；并根据Ｑ值的定义，导出了接收到的波列的能量与岩石衰减Ｑ的关系式，从而计算出不同应力条件下相应的Ｑ值及其变化．利用加卸载响应比的定义，得到以Ｑ为响应参数时岩石系统的加卸载响应比随应力的变化曲线，其结果和响应比理论的预测相当吻合．因此认为，Ｑ值的加卸载响应比可以表征岩石系统的稳定程度，并可以用于预测岩石的非线性失稳．     

井水位固体潮加卸载响应比的地震短临前兆

从岩石的应变与应力的非线性响应分析了井水位固体潮加卸载响应比的物理机理，分析了承压井含水层对固体潮体应变的响应，给出了计算井水位固体潮加卸载响应比的两种方法，并以距菏泽5.9级地震震中较近的豫01井为例，计算了该井水位对固体潮体应变的响应率和两种固体潮加卸载响应比．震前响应率和响应比都有增大的变化．      

地表潮汐应变观测的响应比及特征

运用非线性系统加卸载响应比理论，研究了潮汐应变观测的响应比特征，解决了响应比理论应用中的两个基础问题：加、卸载荷的计算和潮汐前兆观测中加卸载响应比的计算模型选择潮汐应变观测中的一些潮汐和非潮汐的以及与孕震力学过程有关的信息为响应参量，在不同的加、卸载方式下对各种响应比的震兆变化及特征进行研究，研究结果表明，加卸载响应比只在非线性系统的输入与系统的失稳密切相关时，才显示出失稳的前兆特征，且主要表现为短临前兆。     

利用损伤力学模型研究地震前兆现象

在地震等灾变破坏发生之前会出现一定的前兆现象,本文通过损伤力学模型,运用数值计算的方法对此进行了研究．从计算结果可以看到,在灾变破坏发生之前,由损伤所释放的能量(能量释放)和加卸载响应比值Y都发生了异常明显的变化,这表明二者具有相同的物理机制,在一定程度上都能够较为定量地刻画出系统的损伤演化过程．如果把二者相结合则可能对地震等灾变破坏做出更为准确的预测,本文结合实际震例对此也进行了一定的研究．     

三原井水位固体潮加卸载响应比的地震异常

讨论了三原井水位在泾阳4．8级地震前的变化特征，重点是泾阳地震前水位对固体潮响应的变化，即固体潮加卸载响应率与加卸载响应比的变化，对水位观测资料的计算分析表明，震前加卸载响应率及响应比有“平稳－升高－恢复”的特征，说明水位固体潮加卸载响应比方法有可能捕捉5级左右近震的前兆信息。     

泾阳5.2级地震前的加卸载响应比异常

正加卸载响应比是尹详础等人提出的一种中短期地震预报方法,这种方法通过测量地震加卸载过程中本尼奥夫应变的比率进行,可能反映了作用于断层的地球潮汐力引起的库仑破裂应力变化。当孕震系统处于稳定或线性状态时,加卸载响应比接近1,当孕震系统处于非稳态时,加卸载响应比大于1,通常在强震发生前,加卸载响应比会在震前出现几个月到几年的高值异常,这种前兆现象已被众多研究者多次观测到并以之作为地震预测的依据。     

应力途径对砂岩力学性质的影响

<正> 姚孝新等研究了应力途径对岩石脆性-延性变化的影响。实验中采用了两种加载方式。A型:在一定的围压下增加轴压使岩石破坏（即常规的三轴实验）;B型:在一定的围压下增加轴压到岩石破坏前的某一应力状态,然后停止加轴压转而减小围压使岩石破坏。实验表明,在同样的应力状态下,一种岩石在B型实验中表现得比在A型实验中脆。     

地震预测的加卸载响应比岩石实验模拟

我们在中科院力学所非线性连续介质力放实验室材料试验机上做了岩石压缩破坏的加卸载实验,得到了以应变为尖的加卸载响应比。     

加卸载响应比理论在以磁报震中的应用探索

加卸载响应比理论具有雄厚的物理基础，把它引用到以磁报震中，即有利于以磁报震工作的发展，也是对加卸载响应比理论应用的延拓。我们取太阳日照为加载，地磁垂直分量Ｚ为响应，研究了利用北京台１９７０－１９８６年资料所计算出的响应比与１９７６年唐山大地震的关系。结果发现１９７６年地震前约半年时间内的响应比明显高出其他各年。通过地震前后共１７年的资料分析，确认这正是地震前兆。     

模拟引潮力作用下的岩石破裂特征──加卸载响应比理论的实验研究之一

根据加卸载响应比理论，选用纵波速度作为响应参数，在实验室内，在模拟构造应力和引潮力的共同作用下，使岩石失稳破裂．在整个过程中测量纵波在岩石中的走时或速度，发现加卸载响应比Ｙ的值，在系统稳定时近于１；而在失稳前，逐渐增加，最大可达到１０．实验结果和理论预测曲线非常相近．认为可用纵波速度的响应比来表示岩石系统的稳定程度．