岩石样品变形时的声发射

研究岩石样品变形过程中的声发射主要包括两个方面的内容:一是研究声发射事件的时空分布;二是研究声发射信号的振幅-频度分布。由于声发射活动性的研究与地震活动性的研究是十分相近的,所以实验室中对岩石样品声发射的研究有可能增进对地震活动性的认识。 本文总结了最近在声发射研究方面的一些结果,讨论了应力水平、加载时间和加载历史对岩石样品声发射活动性的影响,即讨论了在单调加载、静态疲劳加载和重复加载三种情况下的声发射特征。本文强调指出,即使是实验室内,利用声发射活动进行岩石样品的破坏预报方面仍然存在着一些困难。最后提出了解决这些困难的建议。     

岩石构造对声发射统计特征的影响

利用一套最新型的全波形、宽动态声发射观测系统,对两种不同构造的花岗岩在三轴压缩变形实验中的声发射活动进行了对比研究。二者在声发射空间分布,声发射与体积扩容的对应关系,声发射频谱特征及频度能级统计参数等方面均有明显差异。这表明,岩石构造对声发射的基本统计特征有显著的控制作用。其原因在于岩石构造的差异造成变形方式和变形过程的不同     

SF-1型岩石声发射测试仪

SF-1型岩石声发射测试仪是岩石力学实验研究的一种非常有用的测试仪器。它可以用来监测岩石或岩石样品在外力作用下,发生变化过程中由微破裂所产生的声发射现象。它不仅可以研究微破裂与应力、变形、波速、时间等的变化规律,而且还可以进一步研究微破裂与主破裂(大破裂)的关系。所以它在岩石或岩体的变形破坏实验研究中具有重要的意义。多年来,在进行岩石力学研究中一直缺少适用的声发射仪,从而影响了这方面工作的开展。为了当前     

研究岩石微破裂(声发射)的计算机在线监测系统

一、声发射研究系统岩石受压变形过程中有大量声发射事件产生。从岩石内部发出的弹性波就称作声发射。根据岩石声发射的情况(多少、大小、频率、位置等)可以了解到岩石材料内部的破裂过程。不但使我们能够了解发声地点的情况,而且还能揭露它的更为深入的矛盾和实质。使我们不仅能够了解缺陷的目前状态,还可以了解缺陷的形成历史和发展趋势。     

缺陷的演化繁衍与Kaiser效应函数

本文运用岩石的损伤理论,通过对岩石材料微元强度的统计分布假设,得到声发射积累N随应变ε的变化规律,并对于循环加载情形,给出了Kaiser效应函数的通式。文中还证明,声发射积累N的变化与损伤参量D具有一致性,得到了用声发射积累N描述的岩石本构关系。理论结果与实验资料吻合很好。     

基于岩石变形声发射实验结果讨论岩石失稳的可预测性

根据室内岩石变形声发射实验结果,计算了声发射序列的地震非均匀度GL值,并以此探讨岩石破裂失稳的可预测性.     

花岗岩变形破坏的阶段性模型--应力速度及预存微裂纹密度对断层形成过程的影响

依据对具有较高微裂纹密度的筑波花岗岩和极低微裂纹密度的花岗斑岩 2种极端的岩石标本、在等应力速率的快速加载 (约 6MPa/min)和蠕变加载 (轴向应力保持在约 95 %破坏强度 ) 2个极端的加载条件下的实验结果 ,讨论了预存微裂纹密度与加载速度对多晶质结晶岩变形破坏过程的影响。实验中利用高速多通道声发射波形数字记录系统 (每秒可记录多达 5 0 0 0个声发射事件的 32通道波形 ) ,获得了岩石标本破坏前微破裂活动的详细时空分布数据。声发射的发生率、震级 -频度关系中的b值及震源的空间分布揭示出岩石变形破坏过程中微破裂活动具有 3个典型阶段 :初期阶段、第 2阶段和成核阶段。尤其是在成核阶段 ,还观测到发生率和b值有大幅度前兆性起伏。一般而言 ,在相同加载条件下预存微破裂密度越高 ,或对同一岩石加载速度越慢 ,对应的断层成核过程就越长 ,因此最终破坏的可预报性也越高。为了进一步探讨微破裂活动的阶段性特征及其物理本质 ,还利用亚临界破裂扩展模型对声发射数据进行了理论分析     

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。     

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．     

不连续岩石试件加载变形与破坏前后声发射波形的线性度分析

对单节理岩石试件加载变形破坏过程中的声发射波形数据使用时间线性度和空间线性度的算法进行了处理分析，研究了所得时间线性度（ｒ）和空间线性度（ａ）作为地震前兆指标的可能性。所得结果表明：时间线性度（ｒ）在不同节理角的岩石试件破坏前和破坏后，都呈现下降；而空间线性度（ａ）也表现为下降，且下降幅度更大一些。在不同节理角岩石变形过程的声发射事件中，最大声发射事件（破坏瞬间）发生之前ｒ和ａ都呈现下降的异常变化     

A data collection and analysis system for research on rock fracturing

We have made a data collection and analysis system for recording microcracks in rock to study the three dimensional pattern of fracture and the dynamic properties of rock during pressurization. This system, with 8 channel data detection, records in real-time, from the initial microcracks to the final vibration waveform excited by the master fracture. The detected data are recorded digitally at the hard disk of an IBM computer (or 286, 386 personal computer) as well as transmitted to disk. The sampling rate for each channel is 10 MHz. Collecting every acoustic emission events in the loaded rock sample with 8 channels by this system, mathematically modelling the AE event travel time, and taking the coordinates of the AE event hypocenter and the three components of P wave velocity as unknown parameters, we set up a set of residual equations for joint inversion, so that the three dimensional localization of AE event hypocenters can be completed under variable velocities, which will lay foundations for the research on rock fracture clearly. The Chinese version of this paper appeared in the Chinese edition ofActa Seismological Sinica,13, 489–495, 1991. The design and development of the system, and the experiments are sponsored by the Chinese Joint Seismological Science Foundation.     

High-resolution Mechanics of a Microearthquake Sequence

—?Unique data from microseismic (MS) and acoustic emission (AE) systems monitoring a common rock volume have been analyzed from the Underground Research Laboratory in Canada. The two 16 sensor systems were installed to investigate stress-induced microcracking around clay and concrete bulkheads as part of the Tunnel Sealing Experiment. Single and double MS events are found to be spatially associated with clusters of between 19–86 higher frequency AE events. Each AE cluster is elongated with the longest axis between 15 and 50?cm. The AE events occurring before the associated MS event are termed foreshocks, and for two of the three analyzed AE clusters an acceleration in the AE frequency and cumulative magnitude occurs upto the time of the MS event, however with one AE cluster very few foreshocks are recorded, possibly indicating a more homogeneous failure plane. Time independent moment tensors were determined with the MS events showing significant deviatoric sources. The majority of the AE events have deviatoric mechanisms with a few crack opening and crack closure type events also determined. This study highlights the benefits of using small-scale seismic systems to investigate the temporal fracture mechanics of microcrack formation, and allows comparisons with larger more damaging seismicity.     

广州地磁台转换函数的长期变化和季节变化

本文全面系统地研究了1960——1987年广州地磁台转换函数的变化.结果表明:(1)季节变化的特点是夏季幅度大,冬季幅度小,具有12和6个月的主要周期成份;长期变化则表现以每年0.0025的速率下降.转换函数 B 的长期变化和季节变化不明显;(2)由转换函数 A,B 求出的帕金森矢量的方向明显地受海洋的影响,反映了海洋效应;(3)转换函数 A,B 的逐月值与地磁活动相关,而年均值与地磁活动无关.A 的年均值无明显的11年或22年周期.长期变化可能主要受地球内部电性结构的影响.      

Granite deformation and behavior of acoustic emission sequence under the temperature and pressure condition at different crust depths

IntroductionFocal depths of shallow strong intraplate earthquakes are mostly distributed in the highstrength range of lithosphere controlled by the rheology property of granite and diorite (Brace,Kohlstedt, 1980; Sibson, 1982; Meissner, Strehlau, 1982; CHEN, Molnap 1983). This is obviouslyrelated to the change of rock deformation characteriStics at different crust depths. So, for earthquake stUdy, both of the rock failure types (fractUre or rock flow) and its mechanical instabilityforms (…     

Experimental study of ultralong wave band for electro－magnetic signals and acoustic emission during rock fracture

Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｕｌｔｒａｌｏｎｇ　ｗａｖｅ　ｂａｎｄ　ｆｏｒ　ｅｌｅｃｔｒｏ－ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｉｇｎａｌｓ　ａｎｄ　ａｃｏｕｓｔｉｃ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｄｕｒｉｎｇ　ｒｏｃｋ　ｆｒａｃｔｕｒｅ（曹惠馨）（钱书清）（吕...     

岩石破裂中的电声效应

利用１６通道高速数据采集系统及三分量声发射换能器对多种岩石样品在单轴压缩及双剪破裂过程中产生的电磁辐射（ＥＭ）和声发射（ＡＥ）及其相互关系进行了实验研究．结果表明,岩样尺寸和岩石矿物成分对电磁辐射的产生及其特性都有较大影响．ＥＭ与ＡＥ的关系具有多样性,既有伴随ＡＥ出现的ＥＭ,还有不伴随ＡＥ出现的ＥＭ．这表明除微破裂产生的电磁辐射外,可能存在产生电磁辐射的非破裂机制．     

真三轴压机刚度对岩石破裂声发射的影响及与地震活动性的联系.

本文叙述了岩石特征刚度与压机刚度比R对岩石破裂及声发射的影响.结果表明:当R>0.20时,岩样产生突发断裂;当R1.50时,断裂前没有平静期.缓裂时,声发射率的变化形式为(应力增至大于50％破裂应力后)平稳低(高)值——上升(下降)至极大(极小)值并持续之——破裂.      

不同温压条件下声发射应变能释放特征——加速模型参数物理含义的初步讨论

利用不同温、压条件下的花岗岩变形实验数据,研究声发射（AE）事件应变释放特征,探讨加速模型参数m值与温压环境的关系.常温条件下,声发射应变显示一定的加速释放特征,但m值随围压增加未显示出趋势性的变化,表明常温条件下m值与岩石强度关系不密切.围压固定时,m值随温度升高逐渐变大,声发射应变从加速释放逐渐过渡到匀速释放,这意味着不同温度条件下岩石变形过程中内部微破裂形式的差异,可能导致应变释放类型的较大差异（即m值的较大差异）.在浅表地层的温压条件下,岩石破坏前显示一定的加速释放特征,m小于1;在渐进式破坏区段,应变释放呈逐渐减弱的减速释放态势,m明显大于1;在深部温压条件下,应变释放加速特征明显,m值明显较低.此外,完整岩样破裂前声发射应变加速释放特征显著,而宏观剪裂面的黏滑之前,声发射应变基本上匀速释放.