岩爆现象

岩层或岩体中蕴藏的应变能,由于失稳而猛烈释放所引起的岩石爆炸,通常并伴有崩落岩片的散射现象。岩爆的触发往往与地震活动、断层滑动或地下开采的布局和进程有联系,     

由岩体失稳讨论地震前兆的复杂性

断层带应变弱化——失稳的地震模式表明,岩体失稳不仅取决于作用的应力水平,而且决定于应变弱化阶段中环境刚度和岩石刚度的相对大小。该模式可能被应用去解释实际观测中出现异常,而其后不发生地震活动的复杂情况。     

地壳破裂及地震的非线性讨论

地震是以岩石为介质的破裂所形成的,所以,了解岩石破裂发展的物理规律应该是研究地震活动标志的根本途径。该文根据岩石破裂理论及震源物理研究已取得的成果,进一步综合讨论地壳破裂（地震）过程的物理特性,并着重探讨岩体应变积累和释放的非线性等问题。     

地震震型判断方法探讨

一、前言在构造应力作用下,在地壳或上地幔某些部位逐渐积累起应变和应变能。当这种应变在某处达到岩石破裂的临界应变值或当应力达到岩石的破裂强度时,岩石就破裂而发生地震,释放了应变能。所积累起的应变能不是通过一个地震而是通过一系列地震释放完毕。这一系列地震在时间上是很靠近的,在地点上同处于一个震源体内,称为一个地震序列。     

应变率对一组断裂的影响

1.引言在岩石工程中,爆破和地震产生的应变可能是以秒计,而采矿过程可持续数年。因此,应变率变化范围可能超过10个数量级。由于应变率的变化,岩体的力学性质和断裂特性可能发生显著的变化。例如,在较低的应变率条件下,大部分岩石变得软弱。由于应变率的变化以及由此产生不同的断裂模型和几何形状,因此,脆性岩石断裂扩展速度也可能涉及到几个数量级。     

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.      

岩石破裂实验研究中强震发生前主破裂形成时能量释放过程的分析

分析用方程Q（t)=Q(t1) A1-A2(tf-t)^m[1 ccos(2πlog(tf-t)/p-φ)]来模拟强震前地震能量释放过程的一些条件，式中的Q（t)是在时间t以前所累积的“贝尼奥夫”总应变，tf是主震的时间，A1，A2，c,m,p,ψ都是模型的参数，Q（t1)是已知量（t1≤tf时）。表明在一定假定条件下幂指数m=α（2-d) 1。这里d是主震周围地震潜在震源群震中的尺寸，参数α决定着幂律。根据这个规律，地震时释放的地震能量和总能量的比值随地震的震级而变化。模型可用于分析实验研究岩石破裂释放声能的动力学，也适用于对堪察加一些强震前地震活动性的回溯性分析。     

新丰江水库诱发地震极限深度的实验研究

新丰江水库诱发地震是在什么深度发生的？通过对该水库基底断裂内岩石的三轴实验,获取了该岩石较完整的三轴强度包络线。利用强度理论、孔隙水压力并结合地震资料,对水库诱发地震的极限深度进行研究后得出：①具有诱发地震条件的水库,存在一个诱发空间,若岩体深度超过某一值（极限深度）后,将不再有诱发地震;岩石不同,极限深度也不同;②新丰江水库区的诱发地震,只在约14km深度的岩体内发生,震源深度≥14km的地震,均为普通的构造地震。     

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.     

1303年洪洞8级地震震源过程研究

运用霍山断裂滑动速率和１３０３年洪洞８级地震错距的资料，将霍山断裂面取作位错面，使用粘弹介质中位错模型的有限单元公式￣［１］，计算震前断层蠕滑动和震时断层错动对应的临汾盆地应力和应变能密度年速率分布，由此得出：（１）１３０３年洪洞地震前，在临汾盆地以霍山断裂中段和南段应力和应变能密度年速率正值最高，为积累过程，而震时（含震后），年速率负值最高，为释放过程；（２）１３０３年洪洞地震加速了１６９５年临汾地震应力和应变能积累；（３）用有限单元分析方法中的劈节点技术离散位错面，可以符合位错概念     

应力增量触发断层岩体能量释放模拟与地震成因探讨—以龙门山断裂带为例

本文以龙门山断裂带为背景,基于岩体应变能基本理论,使用FLAC软件模拟地震能量源和能量释放形式,计算结果显示:在0.01 MPa水平应力增量作用下,龙门山断裂带及附近区域可释放的应变能约为3.24×1013 J;使得断层面之间发生滑移,克服断层面滑动摩擦所需消耗的能量约为2.10×1013 J;岩体在重力方向上产生位移,克服重力做功所消耗的能量约为1.14×1013 J。由此可推断:在一定区域内,应力触发释放能量值与克服断层面滑动摩擦和克服重力做功所消耗的能量之和大致相当;应变能可能会在某一区域范围内集中释放,形成地震效应。本次应力增量触发断层周围岩体能量释放事件中,在映秀—北川断裂与灌县—安县断裂之间的局部区域集中释放的能量为7.67×1012 J,相当于一次M_S5.39地震发生所释放的能量。      

青海玉树MS7.1级地震发震应力场与非稳定发震机理的模拟

分析了玉树地区的地应力场、速度场.在此基础上,对青海玉树2010.4.14 MS7.1级地震发震机理进行了数值模拟.将围岩看成弹性体,断层看成具有应变软化特性的弹塑性体,断层和围岩组成统一的地质介质系统.在地应力、孔隙压力及边界位移的作用下,应力逐渐积累,当达到断层的摩擦破坏强度时,断层产生位移软化,断层突然滑动,能量...     

水平地震力作用下岩体破坏机理探究

基于摩尔库伦强度准则和波动理论对地震作用下岩体的破坏机理进行研究。结果表明:当埋深在一定范围内,水平地震作用下岩体的内聚力c和正应力σn与振动速度和埋深呈线性关系。当埋深一定时,振动速度越大c值越小;在振动速度增大的过程中岩体的应力状态由压应力逐渐转变为拉应力,且拉应力随振动速度的增大而增大;当振动速度一定时,岩体埋深越大c值越小;埋深越浅,拉应力越大,当埋深达到一定值时岩体就只在其弹性极限内振动而不产生破坏。     

地震前应变、应力测量异常特征研究

据震例资料显示应变、应力测量异常形态与区域应力场增强失稳状态相关。主要特征：1．震前主应力方向发生明显偏转并指向震中区域；2．临震前应力测量异常显示四象限空间分布，张、压区域与震源机制解有明显相关性；3．异常形态与岩石破裂实验数值模拟结果有较好的一致性。     

Comparison of seismic effects during deep tunnel excavation with different methods

The rapid release of strain energy is an important phenomenon leading to seismic events or rock failures during the excavation of deep rock.Through theoretical analysis of strain energy adjustment during blasting and mechanical excavation,and the interpretation of measured seismicity in the Jin-Ping Ⅱ Hydropower Station in China,this paper describes the characteristics of energy partition and induced seismicity corresponding to different energy release rates.The theoretical analysis indicates that part of the strain energy will be drastically released accompanied by violent crushing and fragmentation of rock under blast load,and this process will result in seismic events in addition to blasting vibration.The intensity of the seismicity induced by transient strain energy release highly depends on the unloading rate of in-situ stress.For mechanical excavation,the strain energy,which is mainly dissipated in the deformation of surrounding rock,releases smoothly,and almost no seismic events are produced in this gradual process.Field test reveals that the seismic energy transformed from the rock strain energy under high stress condition is roughly equal to that coming from explosive energy,and the two kinds of vibrations superimpose together to form the total blasting excavation-induced seismicity.In addition,the most intense seismicity is induced by the cut blasting delay; this delay contributes 50% of the total seismic energy released in a blast event.For mechanical excavation,the seismic energy of induced vibration(mainly the low intensity acoustic emission events or mechanical loading impacts),which accounts only for 1.5‰ of that caused by in-situ stress transient releasing,can be ignored in assessing the dynamic response of surrounding rock.     

古构造残余应力场对震源的作用

本文根据中国西南部四个强震带残余应力场水平和铅直分布的测量和实验研究结果，讨论了古构造残余应力场对震源的作用：降低震源岩体强度，增大震源岩体形变，与现今应力场迭加在一起促成地震，随岩体破裂释放残余弹性能加到震源释放的现今弹性能中去提高震级和地震活动水平。     

应变能积累在地震安全性评价中的应用探讨

理论及实验研究显示,震源区的位置和最大震级不仅可能与构造和历史有关,更重要的是与应力状态包括其方向、大小、增加速率、集中位置等以及岩体自身性质,包括其强度、杨氏模量、应变大小及增长速率、裂缝(断层)大小和数量等有关,同时与作用方式有关.综合考虑各种因素,探讨了利用应变能积累确定强震位置和震级的方法:首先对利用形变空间特征变化判断强震震源区位置的方法进行了讨论;接着着重提出估算应变能的初步方法:一是由地表裂缝最大错距和裂缝(断层)长度比估算地震释放能量;二是由新构造运动分区块体体积、年平均应变速率及杨氏模量估算块体应变能积累;进而依据能量估算地震震级;最后以实例论述了应变能积累过程及特点对地震安全性评价的重要作用.     

龙门山断层地震周期及其动力学过程模拟研究

在断层面上引入速率-状态相依摩擦本构关系、考虑铲形逆冲断层几何结构特征、断层下盘和上盘中下地壳及上地幔为黏弹性介质、上盘上地壳为弹塑性介质,本文用二维有限元动力学模型模拟了龙门山断层上大震准周期复发行为、分析了断层上地震孕育位置、地震周期不同阶段的应力/应变场演化特征.不同于近垂直走滑断层上的地震周期行为,大陆铲形逆冲断层上的构造应力的积累和释放过程更复杂、有其独特性.我们得到如下认识：（1）铲形逆冲断层上的地震复发是准周期行为.（2）龙门山断层最大库仑应力位于断层17~20 km深处,应力长期积累和同震释放都在此深度最大,说明地震会在此处孕育、发动.（3）在断层破裂的深部和浅部,同震滑动大小和构造应力释放大小并非同步,而是差异悬殊.（4）地震仅部分释放区域积累的应变能,断层上盘上地壳顶部和底部的褶皱、破裂等永久变形形式也是释放应变能的重要形式.（5）应变能密度增量的演化图像分为：震间、同震、震后期,清晰反应了龙门山断层附近的地震动力学过程.（6）地震发生除释放能量外,同时也对近断层的中地壳和断层底部有很大的应变能加载;这些加载,在震后期可能通过震后滑移、余震或中下地壳乃至上地幔的驰豫形变用几十年时间释放.以上对大陆内铲形逆冲断层上变形特征的了解,有助于我们在其地震周期行为中评估地震危险性.     

分析地震波估算地壳内的应力值

本文讨论了利用破裂力学理论说明地震破裂的过程, 认为地震本质上是岩石在应力作用下的低应力破裂现象.它是岩石中的裂纹不断稳态扩展、最后进入失稳扩展的结果.分析了在扩展过程中应力和位移的变化, 发现任何将要破裂的那一点的应力都要由初始应力0升高到屈服应力y 以后才破裂, 破裂后裂纹面上的点的应力降到0.在破裂前和破裂后的位移, 都可由弹性力学方程给出.在破裂的一瞬间破裂的端点产生的非弹性位移, 则不能由弹性力学方程给出.它可以由断裂力学中的裂纹滑开位移公式近似给出.根据位错模式由于计算弹性波辐射场的位错量 D(, t), 正是破裂瞬间产生的非弹性位移, 所以用弹性位移公式来计算地震位错量是错误的.我们采用了裂纹滑开位移公式来计算地震位错量, 从而导出了较合理的计算地震释放总能量的公式 ET=yDS(y 为屈服强度;D为平均位错;S 为断层面积)以及估算初始应力值0的公式:0 =[Dmax/L4y/(1-) ]1/2(L 为断层长度).用它们计算了一些地震的 Er 和0, 分别列于表1和表2.这些结果比以往的结果要更合理一些。 结果表明:(1)地震多数是在低应力作用下(即低初始应力)发生的(约100——200巴);(2)地震释放的总能量约比地震波能量大一个数量级.