原始电阻率各向异性岩石电阻率变化的方向性

在3种非含岩成分造成的岩石原始电阻率各向异性标本(在采集和加工过程中，标本完整性遭 到破坏的标本)，和一种由含岩成分形成的 岩石原始电阻率各向异性标本上，布设多个电极，并将标本用水饱和. 然后用多电极组合法 ，将己布电极组合成不同方向、不同极距的电阻率各向异性测线. 采用单轴压缩、低围压 三 轴压缩和剪切3种加载方式，对标本进行动态电阻率变化实验. 观测标本电阻率随承载力的 变化. 实验结果表明∶对于岩石原始电阻率各向异性标本，在电阻率变化各向异性方面，与 岩石 原始电阻率各向同性标本相似，即∶裂隙和破碎带通过区域的测点，视电阻率变化各向异性 结果好，４种组合求得的４个各向异性主轴方向趋向一致，且与破碎带方向基本吻合；裂隙 和破碎带不经过区域的测点，４个视电阻率变化各向异性主轴方向不一致，或者根本求不出 各向异性解. 这后一种情况，在裂隙面平行测量面时，表现最为明显.     

单轴压力下有补给水岩石电阻率变化各向异性研究

将两种规格的长方体水饱和花岗岩标本，以标本一个面的中心点为中心，对称布置成互成４５°角的４条对称四极法电阻率测线。标本电极面和相邻面的一小部分用防水环氧胶密封，使标本在装有水的承压水箱中，沿标本长轴方向受压，观测标本视电阻率随压力的变化。实验结果为：（１）有补给水实验与无补给水实验，电阻率变化整体形态相似，即电阻率随压力的变化先上升，后下降，但有补给水实验的电阻率下降幅度要大一些。（２）电阻率变化出现明显的方向性，可以用电阻率变化最大的各向异性主轴方向表示；实验中，用４条测线、４种组合（每３条测线组合可以确定１个视电阻率变化各向异性主轴方向）方法确定的４个电阻率变化各向异性主轴方向基本一致。（３）加压期间，电阻率各向异性主轴方向随压力增加发生变化，这种变化不是渐变和乱变，而是有规律的跃变，即整个实验过程，多数标本只跃变１—３次，每次跃变形成一个主方向，在主方向内，角度变化不大。（４）有补给水岩石电阻率变化整体形态与美国Ｂｒａｃｅ等（１９６８）所作的围压和孔隙压的岩石电阻率变化形态相似。     

岩石电阻率图像及各向异性变化的实验研究

在两组人工样品自由表面以中心点为基准对称布设3条辐射状测线,对样品实施单轴应力加载和卸载后,利用电阻率层析成像方法构建了相应的视电阻率相对变化图像,并计算和绘制了表征裂隙产生和发展速率的视电阻率各向异性系数λ*以及表征裂隙产生和发展方位的各向异性主轴方位角α随应力和深度的变化曲线.结果表明:所有测线所对应的RRC图像均随着应力的变化呈现出相同的变化趋势,即在加载阶段,随着应力的增加,视电阻率相对变化图像中电阻率降低区域逐渐收缩,而电阻率升高区域逐渐扩张,在卸载阶段,随着应力的减小,电阻率降低区域继续收缩,电阻率升高区域继续扩张;样品中的高阻体对其所在部位及附近区域的电阻率增幅有较大影响,而对横越高阻体测线的视电阻率相对变化图像的趋势性变化无影响;对于原始电性为各向异性的样品,随着应力的增加,其各向异性程度降低;裂隙主要在岩样的浅部产生和发展,而在较深部位的裂隙产生和发展的速率相对较低.上述结果有助于解释和理解地震、火山活动和大型地质构造运动引起的视电阻率及其各向异性的变化特征,电阻率层析成像方法可能成为目前地震电阻率观测方法的有益补充.      

含裂隙介质中的视电阻率各向异性变化

我国50多年的视电阻率连续观测结果表明,大地震前近震中区域的视电阻率呈现出与主压应力方位有关的各向异性变化,即:垂直于主压应力方向观测的变化幅度最大,平行方向最小或不明显,斜交方向介于二者之间.目前我国定点台站视电阻率观测的探测范围主要在浅层沉积层以内,通常含有较多的含水裂隙.本文将地下岩土介质简化为由固体基质和含流体/气体裂隙组成的固液气三相介质,且基质、流体和气体具有标量形式的电阻率,推导出了包含基质和流体电阻率、裂隙率、饱和度和裂隙面积率因子的电阻率张量表达式.以裂隙的扩展/闭合表示应力作用下裂隙的变化,得到了电阻率随裂隙变化的微分形式,电阻率变化对裂隙体积变化放大系数的表达式和裂隙横向变化对纵向电阻率影响的横向权系数的表达式.在此基础上得到了介质电阻率和视电阻率的各向异性变化特征:对于含水裂隙介质,无论裂隙如何变化,均是最小主轴方向电阻率的变化幅度大于其他方向;对于含水孔隙介质,沿孔隙主要变化方向的主轴电阻率变化幅度大于其他方向.对于各向异性变化,视电阻率和介质电阻率存在π/2的方向差异.相较于含水岩石,无水岩石介质电阻率的各向异性变化不显著.本文提出的电阻率表达式可以对实验室和野外实际观测的许多结果做出合理的解释.     

剪切和摩擦滑动大模型的视电阻率变化幅度和各向异性

用石英砂、河砂和水泥模压制成1m×1m×0.3m的均匀和非均匀介质模型，对模型进行剪切和摩擦滑动实验，观测模型不同位置和不同方位的视电阻率变化幅度和各向异性特征. 均匀介质模型实验结果为：电阻率变化与测线的位置有关，距裂隙近的测线，电阻率变化幅度大，从百分之几到百分之几十；距裂隙远的测线，电阻率变化幅度小，从百分之几到不变. 对于非均匀介质模型，电阻率变化幅度要小一些，最大也只有百分之几. 电阻率变化除与测线的位置有关外，还与测线的方位有关，同一测点不同方位的测线，电阻率变化幅度不同，有的差别很大. 剪切与摩擦滑动两种加载方式的电阻率变化幅度数量级相同. 裂隙穿过部位及其附近测点的电阻率变化各向异性主轴方位解与剪切和摩擦滑动的实际裂隙方位吻合较好.     

承压介质电阻率变化的方向性 与主应力的关系

介质电阻率变化的方向性与主应力方向的关系研究一直受到岩石电阻率实验和地震学等学科的关注. 本文在电极面4 cm×8 cm, 6 cm×12 cm, 8 cm×16 cm和4.6 cm×10 cm的10块分别为花岗岩、 凝灰质粗砂岩(夹砾石)和细晶花岗岩标本上及100 cm×100 cm的1块人工合成模型上, 采用对称四极法布设多位置、 多极距、 多方位电阻率测线, 用单轴压缩、 二维约束差应力压缩、 低围压三轴差应力压缩和真三轴差应力压缩方式加载. 其中在单轴压缩和低围压三轴压缩加载方式下, 7块岩石标本中的4块被压破, 3块没有被压破, 只压到电阻率出现明显的下降异常时卸压. 另在上述10块岩石标本中, 还有3块是电阻率原始各向异性标本. 将这样11块标本所获得的多位置、 多极距、 多方位测线电阻率资料, 按从开始加载到破裂的过程, 分成30%附近破裂应力段、 50%附近破裂应力段、 80%附近破裂应力段和100%破裂应力段, 研究同一测点多方位测道中该4个破裂应力段视电阻率变化最大(最小)幅度测线方位与力源最大主压应力方位的关系, 结果未发现二者之间有确定的关系.      

强震近震中区地电阻率变化速率的各向异性

用归一化月速率方法处理了６次强震前近震中区11个台的地电阻率数据，得到在孕震中短期至短临阶段，与主压应力方向正交（或近于正交）测向的地电阻率下降变化的速率大于平行（或近于平行）主应力方向的变化速率．产生变化速率各向异性的原因可能是:在孕震后期的扩容阶段，裂隙走向沿主压应力方向优势排列，导电流体活动产生真电阻率变化速率的各向异性，表现为地表视电阻率变化速率的各向异性．本文为视电阻率各向异性的实验结果提供了震例支持，物理解释比较清晰，可能成为研究某些强震孕育晚期震源区及其附近地壳应力状态的参考依据．      

渭河盆地隐伏断层的视电阻率特征

渭河盆地电测剖面显示，隐伏断层的破碎带上都呈现出视电阻率负异常．随着勘探深度的增加，异常的幅度也随之增大，破碎带宽度的轮廓也更加清楚．视电阻率异常点呈直线展布是确定隐伏断层走向和评价勘探结果准确度的标准．断层两侧视电阻率的差异反映了其两侧不同介质的电性差异，也是垂直断距的反应．断层破碎带上视电阻率负异常是由于丰富地下水所致     

强地震附近视电阻率各向异性变化的原因

讨论了强地震、孕震晚期阶段、震源区及附近介质的物理变化过程,证明了视电阻率变化最显著的方向与最大加载方向之间的正交关系,建立了真、视电阻率各向异性变化与裂隙率ν、骨架电阻率ρ_o、饱水裂隙电阻率ρ_f的本构关系,解释了视电阻率各向异性变化的原因.研究认为：在强地震孕震晚期阶段,在震源区及附近地壳近地表的较深部,介质微裂隙发育,其走向沿最大主压应力方位优势取向,低阻水充填微裂隙,导电通道连通,引起最大主压应力方向真电阻率变化最显著的真各向异性变化,从而产生垂直主压应力方向视电阻率变化最显著的视各向异性变化,低阻水在其物理过程中起了显著作用.     

用地电阻率探测和监测滑坡体实验

实验采用高密度电阻率方法探测滑坡体的电性结构, 用电阻率变化各向异性方法监测滑坡体的主破裂扩展方向和速率. 实验结果为: ① 电性结构探测实验, 验证了部分原勘测的滑坡体的蠕变体边界和地下水层的深度和厚度, 以及上层介质的性质. 证明滑动带富含地下水层; ② 用电阻率变化各向异性监测实验确定的测点主破裂扩展方向, 与滑坡体GPS位移推断的破裂带方向吻合, 且电阻率变化各向异性系数的变化速率与钻孔倾斜仪测量的滑坡体深部位移变化的速率相应.      

电剖面资料解释方法的探讨

在直流电剖面法的实际工作中,因受各种干扰因素的影响,使之ρ_5曲线复杂化,采用信息理论来处理直流电剖面资料,可以消除一些干扰因素,突出地电异常,为直流电剖面的资料解释提供了新的尝试。     

介质电性各向异性变化的识别及应用

应用地电阻率各向异性度S分析了辽宁省地电观测资料，结果表明地电阻率各向异性度作为地电资料一种分析方法是可行的，某些地震发生前后，地电阻率的各向异性度存在明显的异常变化。     

绥化地电阻率趋势性下降原因探讨

通过利用绥化地震台地电阻率、降水、地下水位的观测资料进行相关分析，对观侧仪器、供电线路、观测线路、极板老化进行实验，认为1980年以来绥化地电阻率趋势性下降是由观测仪器本身的零漂所引起。     

电极极板老化对地电阻率观测影响的实验

通过分析1989—1990年的对比观测资料的结果,说明在地震介质较为均一条件下电极老化对地电阻率的观测没有影响。     

对样品含水结构的电阻率CT研究

采用高密度的电极阵列,对具含水结构样品的视电阻率值进行了测定,并重建了二维电阻率的图象．所得一系列CT图象揭示了样品内部由于裂隙和流体造成的真电阻率分布及其变化．这一方法用于岩石电性模拟实验,使导致样品电性变化的裂隙充水过程得以清楚地揭示．      

浅析武都台地电阻率在地震前的异常变化

首先介绍了武都台的地质构造及布极概况,利用单台地电阻率观测结果,对台站附近区域的几次中强地震前异常变化特征进行了初步分析,研究其规律性,为今后地震的发生提供参考依据.     

大同—阳高61.和5.8级地震的地电阻率异常

1987年1月至1991年6月期间,先后在大同——阳高发生了6.1级和5.8级地震,距震中330km内15个地电阻率台站中,有7个台站出现有不同性质的ρ_x异常,占总台数的47％。这表明地电阻率前兆是预报地震的有效方法。     

地电阻率观测中线对地漏电干扰场的定量化研究

根据电法勘探的基本原理．参考已推导出的线对地漏电的基本公式．给出了《地电观测技术规范》允许漏电电流最大值时的电阻率相对误差三维分布图及平面等值线图，并讨论了其分布特征；同时给出了不同位置ρｓ相对变化１．５％时的漏电电流三维分布图及平面等值线图；粗略地给出了外线路绝缘电阻的允许范围，为提高地电台站布设的经济效益提供了较好的理论依据。     

井间电阻率层析成象的几个问题研究

井间电阻率层析成象是一种较新的高精度电法勘探方法，尚有许多问题需要探讨。本文针对平滑度约束反演算法，研究了平滑因子及迭代次数对成象结果的影响，给出了约束条件的施加方法。     

山东莒县深井电阻率资料分析

本文通过对山东莒县深井电阻率1989年-2008年的数据进行分析,认为莒县深井电阻率变化曲线的“趋势性下降-转折回升”与沂沭带4级左右中强地震具有较好的对应关系;对两种不同观测方式所产生的数据进行了对比分析,表明第一种观测方式的资料更易于判断地震异常。