微破裂弹性回跳模型和一次地震的三种波

经典弹性回跳模型是历史上最有影响的地震模型之一．热力学弹性回跳模型对经典弹性回跳模型进行了合理的补充。根据存在着震前超低频应力一密度波和临震微破裂波的设想．进一步补充了热力学弹性回跳模型．新模型或可称为“微破裂弹性回跳模型”。这个模型与很多实测结果符合得很好。因为大多数地震都要经历应变累积、微破裂和主破裂三个阶段．所以,一次地震一般都会先后出现三种不同类型的波,即：超低频应力一密度波（应变波）、微破裂波以及普通地震波。这一认识对深入理解地震现象以及对地震的监测和预警都是有意义的．     

强地震前兆低频波的实验研究

声波透射实验表明，对于板状材料，声音的一部分能量可以透射到空气中。另一部分能量在板中产生简正波，使板产生较大的振幅，在空气中产生能被话筒接收到的声音信号，而信号的简正频率与板的尺寸有关。另外，破裂过程中的声发射实验证实：随着微破裂的集结和裂纹的扩展，所辐射波的频谱会逐渐向低频移动，而且当频率很低时，可以透射出岩石，被话筒接收到。根据尺度相似性原理，推广到野外，强地展前破裂集结可能会辐射出超低频波，这种超低频波不能被常规的地震仪记录到，但可以被超低频传感器或次声接收器记录到。在地震前，产生前兆的源非常复杂，大多数情况下可能并非脆性破裂，而是塑性蠕滑或者有流体的参与。而后两种情况产生的波的周期会更长，而且缺乏脆性破裂所固有的高频成分，这可能就是多数地震前缺乏前震的原因。     

典型构造微破裂集结的实验研究

通过大理岩破裂实验,考察了典型构造中微裂纹的演化、集结的过程和特征．根据损伤理论,分析了构造对微破裂演化的控制作用．根据微破裂集结临界条件的相似原理,认为这些特征可以类推到公里尺度,它们有助于解释地震中短期阶段的前震或广义前震分布,作为地震前兆的一次效应．其它物理效应为二次或三次效应．微破裂集结时局部密度突然加大,有助于解释部分前兆记录突跳现象．非集结部分出现部分微裂纹愈合,密度反向变化,有助于解释一些前兆记录在短临阶段记录中出现反向的现象．考察了不同构造的不同部位微破裂萌生和演化的范围差异,这些差异有助于解释不同地质构造孕震区域的孕震过程,从而可解释板缘和板内地震前兆记录的差异．这种差异可能被不同观点学者分别引用,以论证地震是否有前兆记录的问题．然而,在考察不同地区的前兆记录时,必须注意不同地区的地质背景．      

地震前低频事件的实验研究

介绍了几种强震前超低频事件的观测证据,并通过实验,研究了产生和传播机理。初步结果表明,微破裂的集结和断层的破裂起始会出现超低频脉冲,并透射到空气中形成次声波。塑性体的冲击或超临界流体的膨胀比脆性破裂更容易激发（超）低频波,且不伴随明显高频辐射成分。这样可以较为合理地解释震前“平衡”背景下的（超）低频事件。对实验中破坏前的低频脉冲给出了断裂力学解释。断裂力学的实验和膨胀－－扩容理论证明了震前会产生断层的张裂隙,从而为超临界流体提供了运移空间。流体在运移过程中突然涨缩会激发（超）低频辐射波。讨论了改进（超）低频事件的观测条件问题。     

倾斜扰动与短临地震预报

依据丽江、云龙、云县、保山、通海等台水平摆倾斜仪原始记录图资料，发现震前均存在倾斜扰动。从震源机制，岩石力学角度出发，认为倾斜扰动其本质就是微破裂、粘滑现象，是大震前有效的前兆，这些震兆信息被不同于地震仪固有频率特性的水平摆倾斜仪记录到。把这些特征同震源区岩体紧密联系起来，探讨震前孕震体变化过程与机理和短临地震预报的有效途径。     

脆性材料强破裂前兆的初步研究

本文依据现有的实验结果初步研究脆性材料在破坏孕育过程中发生的强破裂的前兆特征.以应变(形变)突变、破裂弹性波限幅等物理变化特征确定强破裂;研究总结了不同试样、两种加载方式的破坏试验中的多个强破裂的前兆特征变化:一类为包括定点和场的应变变化特征,另一类为包括声发射率(破裂频度)、b值、波谱及微破裂时空分布等的声发射变化....     

含多组雁列构造试样的特征位移场与声发射的关系-应变空区的实验与理论探讨

针对唐山等大地震前出现的形变空区现象，依据实验和理论对应变空区进行了探讨． 实验过程中采用焦散线法、实时全息干涉计量方法(激光)图像摄影记录，同时进行微破裂(声发射)记录．依据固体损伤理论，结合微破裂定位对应变空区进行研究，得出两点结论:①应变空区在线弹性情况下出现是一种必然现象，且应变空区的位置相对稳定，与裂纹端部的应力集中相对应；②应变空区内几乎不发生微破裂．微破裂总是从高应力区产生，且几乎就发生在应力集中区与应变空区相联的条带内，最终表现为微破裂(声发射)的带状或成丛分布．主破裂总是从应变核(焦散阴影区)开始，然后向应变空区急剧发展，形成主大破裂，最终导致试样崩溃．      

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     

声波与表层土壤水分含量变化的实验研究

为研究地面表层土壤中水分含量变化与震前记录到微震和极微震的关系，进行了声波与表层土壤含水量变化的实验．实验的目的是探讨震前微破裂引起的声波能否改变土壤表层的水分含量，从而建立起遥感图像中的热异常信息与孕震关系．通过实验发现，声波对土壤作用使得原本自然蒸发呈降低趋势的湿度值呈上升趋势，而土壤表面的温度呈下降趋势．      

裂纹系微破裂集结和动态扩展的实验研究

研究了裂纹系的动态破裂,重点考察了裂纹系相互作用.选用大理石、玻璃为实验材料,将其加工成薄板状,并在板内预制各种不同形态的裂纹系,在单轴压下用可见光透视观察裂纹系动态相互作用的破裂过程.实验中发现,岩石的动态破裂过程和玻璃有很大差别,岩石的裂纹系动态相互作用后期是通过微破裂演化来实现的,而在玻璃中观察不到.裂纹系的不均匀应力场分布是破裂演化的初始原因.通过实验,给出大理石材料中各种不同形态裂纹系的动态破裂演化的全场过程图像,直观地揭示了含裂纹系岩石变形破坏的实质.实验显示了不同几何形态的裂纹系的破裂发育过程有明显区别.在微破裂集结时,周围的破裂部分闭合.因此,用二维模型描述的微破裂图像和实际有很大出入.为了消除这个差距,必须研究三维破裂.本文的实验结果表明,裂纹(断层)不能起到阻碍破裂扩展的作月;裂纹(断层)作为障碍体,和预存裂纹之间存在强烈的相互作用,使得样品的强度降低几乎一个量级.讨论了上述结论对于认识地震(包括矿震)断层行为的意义.     

慢地震慢前兆的机制研究

通过岩石高温高压破裂实验与有机玻璃破裂试验的应力—应变曲线对比、地震波形记录(观测资料)与试样破裂波形(实验资料)对比、地震前后定点应变与主破裂前后应变形态变化的对比，认为慢地震是临界或亚临界破裂或预先滑动所致，是低频应变波动。它是材料屈服、弱化或塑性变化的必然结果。而慢前兆则是临近大地震(大破裂)前出现的诸如形变、低频地震波(破裂弹性波)等的短期及临震前兆现象，它比较可靠。但由于许多岩石主破裂前并无明显的临界破裂或预滑动现象，也并非所有岩石都一定出现明显屈服，所以也并非每个地震前都有慢地震，因此，也就不一定都出现低频波动。从而，也并不一定都出现相同的短期、临震前兆现象。     

永胜台地形变与澜沧—耿马地震的破裂过程

本文利用永胜地震台ＦＳＱ型浮子水管倾斜仪原始记录图形，分析澜沧、耿马大震前后地形变的特征。以微破裂和粘滑理论等，探讨破坏性大震破裂过程，尤其在主破裂临近阶段，震源区岩体处于极端不稳定状态下极其复杂的地形变现象，ＦＳＱ型浮子水管倾斜仪记录到的这些珍贵原始图型，其表现形式：Ａ．粘滑现象；Ｂ．瞬间急剧突变；Ｃ．固体潮汐曲线畸变；不同方位定点形变台站倾斜最极大差异性等。对震前这一失稳过程进行分析研究，对今     

山东及附近区域部分中小地震震源机制特征分析

收集了2001~2006年4月山东及周边省记录的20次(其中有8次地震为2003年青岛震群地震)中等地震波形资料。并对上述地震进行了重新定位。根据各台站记录的P波、SV波、SH波初动和它们之间的振幅比,利用Snoke联合计算地震震源机制解的程序,计算了20次地震震源机制解。就所研究的震例来看,断层破裂错动方式以近于走滑错动为主,在NE向断裂上为右旋错动,在NW向断裂上为左旋错动。大部分地震发生在现有断裂上,并且破裂方向与其断裂构造相吻合,这表明,现有断裂构造对中小地震的破裂方式有控制作用。     

低频前驱波传播机理的研究现状

本文从低频前驱波传播的理论与实验等方面对其传播机理的研究现状进行了简要概述。断裂预扩展、过热液体暴沸、粘滑地震前的预滑等均可能产生低频前驱波;微破裂集结、均匀和非均匀断层滑动失稳成核、声透射等实验均证实了岩石在大破裂前确实能够产生一种长周期、小振幅的低频事件;低速断层、壳内低速层、承压含水层、水体大连通性好的灰岩含水层、大气中的声波导层有利于低频前驱波传播。     

地震前长周期事件的研究——历史与现状

自20世纪60年代以来,已经积累了许多地震前长周期事件的观测资料。这些长周期事件可以被很多不同的观测系统记录到,如跨断层形变、超低频电磁异常、次声波异常、井下低频导波、井水水位等。理论上对地震前长周期事件已给出了许多论证,例如,震前的断层蠕动、静地震与慢地震、断层的断裂预扩展和地震成核等。解决震前长周期事件的地面可测性,对突破“震前平静”带来的短临预测的困惑会起到举足轻重的作用。目前的主要问题是缺乏网络化的系统观测和对物理机制的研究。     

寂静的前震与地震预测

寂静地震的研究具有重要的理论与实际意义。统计表明，与寂静地震有关的前驱波比前震有更大的普遍性，出现的时间主要集中在主震前7天之内，从一部分中等地震到特大地震之前都已观测到前驱波，这就说明大的脆性破裂之前，较小的缓慢破裂在自然界是存在的而且比较普遍。根据1969年渤海地震和1976年唐山地震的前驱波记录进行定位试验，证明在观测条件具备时，概略的定位是可行的，而且表明前驱波是来源于大震震源附近的信号。可为地震预报特别是短临预报提供重要的前兆信息。     

黑吉蒙交界地区小震活动图像与附近中强震关系浅析

主要研究1970年以来东北地区历次中强震前,黑吉蒙交界地区小震活动图像特征,结果发现该区的小震活动集中与否对发生在嫩江断裂两侧的中强震有一定的指示意义,并结合地质构造和部分学者的研究成果对本研究结果进行了初步分析。     

震级频度与古登堡-里克特关系式偏离的前兆意义

地震震级频度的古登堡-里克特关系式(简称G-R关系式)一直是许多地震学问题研究的重要前提之一, 然而实际分布常常与这一关系式有一定的偏离。 文中利用已有的对含有凹凸体、 挤压雁列破裂及Ⅲ型剪切破裂等三种类型的岩石实验结果, 对接收到的声发射事件序列分别进行了分段地震震级频度的G-R关系式拟合, 重点考察了每一时间窗内表征实际地震震级频度与这一关系式偏离程度的线性拟合系数r值的变化。 研究结果表明, 含有凹凸体、 挤压雁列破裂的岩石声发射序列在加压－破裂过程中, 分段扫描分别计算得出的r值在标本失稳前出现数字下降的现象, 表明临近岩石失稳, 实际地震震级频度与G-R关系式偏离程度有加大的趋势; 而含Ⅲ型剪切破裂的岩石在标本失稳前, 声发射序列r值数字下降的现象不明显。 部分实际震例也表明, 在一些中强地震前也存在着这种偏离。 研究结果可能对利用区域地震活动资料探求部分类型的中强地震前可能存在的前兆信息具有一定的参考意义。