岩石蠕变破坏实验研究及其对地震预报的意义

通过对不同温度和围压条件下济南辉长岩的蠕变破坏实验结果和声发射特征分析,本文提出以岩石蠕变破坏应变做为岩石蠕变破坏判据。建立了岩石蠕变破坏应变的经验关系式。依据实验结果得到相应的济南辉长岩蠕变破坏应变参数,进一步探讨了预报岩石蠕变破坏和地震的方法     

岩石破坏过程磁场效应实验研究及其对地震预报的意义

地震前岩石圈存在可观测的磁场前兆异常, 岩石破坏过程的磁场效应规律却鲜有研究.本文设计建立了岩石破坏磁场效应监测实验系统, 测试分析了岩石破坏过程磁场与载荷、声发射、电磁辐射之间的关系, 探讨了岩石破坏磁场产生机制与岩石破坏磁场效应对地震预报的意义.结果表明: 岩石在受载破坏过程能够产生磁场, 磁感应强度与载荷变化存在良好的对应关系.在受载前期, 磁感应强度波动增加, 受载中后期, 磁场强度显著增加; 主破坏发生时, 磁场强度快速增加并达到最大值.磁感应强度与累积声发射计数平均相关系数达到0.825, 呈高度相关, 表明磁场变化能够反映岩石的变形破坏阶段和状态.岩石破坏磁场的产生主要与电性变化有关, 运动电荷或电流的变化产生了磁场.岩石破坏磁场与电磁辐射同属于电磁信号, 磁场是一种极低频、连续、脉冲式的信号, 信号频率一般为0~20 Hz; 电磁辐射是一种瞬态、阵发性的电磁波, 信号频率一般为kHz~MHz.相对于电磁辐射, 磁场前兆异常先出现, 岩石破坏的磁场监测结果对于评估地震的临震预报具有显著的意义.

     

破裂带发展的扫描电镜实验研究及其对地震前兆的启示

在扫描电镜下对带割缝的大理岩试件进行了单轴压缩实验.在加载的全过程中,观察了试件表面裂纹的产生、扩展、平面分布以及断裂扩展前缘处的微裂纹在主断裂扩展前后的开、闭变化,并分析了它们与外载之间的关系.在显微照片上量测了主断裂的宽度随外载水平及测点所在部位的变化规律.在实验测定和结果分析的基础上,解释了脆性岩石材料在宏观裂纹扩展时的断裂能明显偏离线弹性断裂力学预测值的原因,提出了以标量作为岩石损伤力学中的损伤量的设想,探讨了实验结果对了解地震前兆（如大地形变和地下水位异常）可能起到的作用.将实验观察到的微破裂活动与1975年海城7.3级地震前地下水位异常做了对比分析,发现两者在时空分布方面有许多相似之处.     

破裂带发展的扫描电镜实验研究及其对地震前兆的启示

在扫描电镜下对带割缝的大理岩试件进行了单轴压缩实验.在加载的全过程中,观察了试件表面裂纹的产生、扩展、平面分布以及断裂扩展前缘处的微裂纹在主断裂扩展前后的开、闭变化,并分析了它们与外载之间的关系.在显微照片上量测了主断裂的宽度随外载水平及测点所在部位的变化规律.在实验测定和结果分析的基础上,解释了脆性岩石材料在宏观裂纹扩展时的断裂能明显偏离线弹性断裂力学预测值的原因,提出了以标量作为岩石损伤力学中的损伤量的设想,探讨了实验结果对了解地震前兆（如大地形变和地下水位异常）可能起到的作用.将实验观察到的微破裂活动与1975年海城7.3级地震前地下水位异常做了对比分析,发现两者在时空分布方面有许多相似之处.     

岩石细观破裂的实验观测研究及其对认识地震活动性的启示

对合一条预制中心割缝的大理岩六边形试件进行了对边均匀加压实验，在扫描电镜下实时观测了细观裂纹的起裂、扩展过程，研究了它们与外载大小和方向之间的关系．用实验过程中拍摄的显微照片测量与计算了裂端距（割缝周围次级裂纹开裂点至割缝端点的距离）与外载方向之间的关系，并分析了当加载方向变化时裂纹扩展的特征及变化规律．最后将实验结果与滇西北洱源－鹤庆断裂尾端张性盆地的发育过程做了对比，发现两者在受力方向改变时，次级断层的发育过程具有相似之处．     

岩石细观破裂的实验观测研究及其对认识地震活动性的启示

对合一条预制中心割缝的大理岩六边形试件进行了对边均匀加压实验,在扫描电镜下实时观测了细观裂纹的起裂、扩展过程,研究了它们与外载大小和方向之间的关系．用实验过程中拍摄的显微照片测量与计算了裂端距（割缝周围次级裂纹开裂点至割缝端点的距离）与外载方向之间的关系,并分析了当加载方向变化时裂纹扩展的特征及变化规律．最后将实验结果与滇西北洱源－鹤庆断裂尾端张性盆地的发育过程做了对比,发现两者在受力方向改变时,次级断层的发育过程具有相似之处．     

双层粘合模型的研究及其应用——北京、天津和唐山地区地壳结构的初步实验模拟

为了获得具有合适波速的模型材料,文中讨论了可以定量控制模型材料波速的双层粘合模型。将两种波速不同的模型材料板按不同的厚度比例粘合在一起,只要入射波波长比板的厚度大得多,就可以使粘合模型的波速在这两种材料的波速值范围内变化。应用双层粘合模型,以1:20万的比例,实验模拟了文[3]给出的北京、天津和唐山地区地壳结构。在模拟地震图上观测到了对应于文[3]所给出的四组震相。模拟地震图与唐山余震地震图在一定程度上相似。     

双层粘合模型的研究及其应用——北京、天津和唐山地区地壳结构的初步实验模拟

为了获得具有合适波速的模型材料,文中讨论了可以定量控制模型材料波速的双层粘合模型。将两种波速不同的模型材料板按不同的厚度比例粘合在一起,只要入射波波长比板的厚度大得多,就可以使粘合模型的波速在这两种材料的波速值范围内变化。应用双层粘合模型,以1:20万的比例,实验模拟了文[3]给出的北京、天津和唐山地区地壳结构。在模拟地震图上观测到了对应于文[3]所给出的四组震相。模拟地震图与唐山余震地震图在一定程度上相似。     

水-岩反应过程中离子浓度变化特征实验研究及其对地震异常成因的启示

针对地震前后离子浓度异常变化成因以及机理等问题,以不同条件下（温度、粒度、时间）,不同岩石(灰岩、橄榄岩、花岗岩)的水一岩反应为研究对象,利用控制变量与偏最小二乘法对反应后溶液中Na+、K+、Cl-、SO2-、Ca2+、Mg²+的变化进行研究,并与地震台站水化学观测数据进行对比。结果表明：随着温度升高,Na+、K+、S...     

线弹性含水层井水位、孔压对引潮位响应的研究及其应用

应用线弹性介质力均衡方程,研究不排水条件下饱水岩体在潮汐力作用下的体应变,提出了承压含水层孔压对引潮高的线性响应方程,并给出了该方程响应系数(E)的物理意义.结合Hsieh 等(1987)提出的井水位对孔压响应的振幅比(A)和位相差(α1)公式,进一步推导出了井水位-引潮高振幅比M=EA和位相差α=α1+α2公式.M和...     

小湾水库近区地震波非弹性衰减和场地响应研究

利用小湾电站水库诱发地震监测台网11个子台自2005年5月21日开始观测至2006年9月记录的数字波形资料,采用Atkinson方法反演了小湾水库附近区域的非弹性衰减,得到该地区Q值与频率的关系是Q(f)=225.8f0.332。另外,用Moya方法反演了小湾台网11个子台的场地响应,得到了43个地震的震源参数,并对所得结果进行了初步讨论。     

Inelastic Attenuation of Seismic Wave and Site Response near the Xiaowan Reservoir

Based on digital seismograms recorded by 11 stations of the Xiaowan Reservoir-induced Earthquake Monitoring Network from May 21, 2005 to September 2006, we calculated the inelastic attenuation near Xiaowan reservoir using Atkinson method. We got the relation of Q value to frequency as Q（f） = 225.8 f^0332. Using the Moya method we got the site response of the 11 stations of Xiaowan Network and source parameters of 43 earthquakes. The source parameters were discussed briefly.     

山东长岛地区地震波非弹性衰减Q值、场地响应及震源参数研究

利用山东台网记录的长岛震群2017年2月14日—9月1日期间的波形与震相资料研究长岛地区非弹性衰减系数,得到该地区介质平均Q值与频率f的关系式为Q(f)=363.9f1.374 1。采用Moya等[1]提出的利用遗传算法联合反演得到长岛周边台站的场地响应,根据Brune模型震源参数计算公式求解长岛震群序列地震震源参数。结果显示,各个震源参数之间均存在一定的相关关系,地震矩随ML震级的增大而增加,地震矩与破裂半径R之间存在半对数关系,拐角频率fc随地震矩的增大而减少;长岛地震序列的应力降数值普遍偏小,最大不超过0.9MPa,这意味着长岛震源区整体构造应力较低,也可能指示长岛震群为低摩擦应力的断层作用;震源参数随时间的变化方面,整体而言,长岛震群地震应力降变化起伏很大,在M4.1地震发生前,拐角频率与应力降均发生快速下降后随即翻转上升的现象,证明在M4.1地震发生前震源区整体应力的挤压逐渐增强。     

云南地区地震动衰减特性的研究

根据发生在云南地区震级大于3.0级的地震资料,采用最小二乘法对该地区的峰值加速度、加速度反应谱、峰值速度、峰值位移、均方根加速度等多个地震动参数进行回归分析。结果表明,该地区的地震动衰减关系的形态与前人的研究基本一致,但水平向差异较大;长周期部分的离散性较大,需进一步收集资料进行研究。     

利用背景噪声估计华北地区场地放大效应

用噪声互相关函数聚束方法得到中国华北地区噪声源的极值方位和慢度,然后将噪声傅里叶谱在该方位和慢度点进行聚束,并计算得到噪声的频率波数功率谱。将该功率谱作为输入,单台站噪声的自功率谱作为响应,二者的比值可用于计算华北地区相对场地放大因子。计算结果显示:平原地区放大效应明显大于山地地区,而平原地区的场地放大效应与渤海湾盆地沉积层厚度有直接关联。本研究可为计算场地放大效应提供一种可行的途径。     

瀑布沟水库库区介质衰减、台站响应和震源参数研究

利用数字地震台网2007年1月到2011年12月记录到的瀑布沟水库及邻区地震波形资料,采用Atkinson方法计算了库区介质品质因子;并利用Moya方法计算了台站场地响应;在获得介质品质因子和台站场地响应的基础上联合反演计算了瀑布沟库区67次构造地震和208次爆破地震的震源波谱参数,同时讨论了它们的时空特征。结果表明：瀑布沟库区Q值与频率的关系为Q（f）=47.1*f0.92;各台站的场地响应随频率变化不大,场地响应均在1附近。     

瀑布沟水库库区介质衰减、台站响应和震源参数研究

利用数字地震台网2007年1月到2011年12月记录到的瀑布沟水库及邻区地震波形资料,采用Atkinson方法计算了库区介质品质因子;并利用Moya方法计算了台站场地响应;在获得介质品质因子和台站场地响应的基础上联合反演计算了瀑布沟库区67次构造地震和208次爆破地震的震源波谱参数,同时讨论了它们的时空特征。结果表明：瀑布沟库区Q值与频率的关系为Q（f）=47.1*f0.92;各台站的场地响应随频率变化不大,场地响应均在1附近。     

华北地区地震烈度衰减模型的建立

利用20世纪华北地区37次中强地震事件的89条等震线数据,拟合了该地区地震烈度衰减关系。主要选取了M≥5.0的地震事件。与以往的地震烈度衰减关系相比,在计算中强地震烈度时,精度上得到了相应地提高。充分反映了华北地区地震烈度衰减较慢的特点。     

云南通海及其周边地区地震烈度衰减关系研究

选用云南通海及其周边地区的地震烈度资料,研究了该区地震震源深度对烈度衰减的影响;通过在烈度衰减模型中加入震源深度参数,计算了通海及其周边地区的地震烈度衰减关系。同时,研究了1970年通海7.8级地震的等震线图,给出等震线长、短轴数据的处理方法。     

北京地区中硬场地地震动效应研究

依据典型工程场地的地震安全性评价报告,研究北京地区中硬场地地震动效应。首先,统计分析了地震安全性评价结果中的场地地震动放大效应。再利用201个工程场地的钻孔资料进行土层地震反应计算,分析不同地震动输入下的场地地震动放大效应。结果表明,北京地区中硬场地地震动放大效应明显,得到的场地地震动峰值加速度转换系数Ka高于《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）中的值,大震水准下更为突出。因此,如在北京地区直接采用《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）中的调整系数,可能会低估北京地区中硬场地的地震动放大效应,降低抗震设防标准。最后指出,场地地震动峰值加速度转换系数明显具有区域性,应根据详细的场地地震动效应研究结果,合理地确定场地地震动转换系数。