含水岩石破裂前的声发射b值变化

引言 地下水是地震前兆研究中的一个重要问题。除地下水自身的活动和物理、化学性质的变化可作为地震前兆外,水分还影响地壳岩石的强度、破裂特征和形变、波速、电阻率等一系列地震前兆的特征。因此,人们在探索地震前兆机理和影响因素时,做了许多工作以阐明水分的作用。 微震活动的b值和m值的变化作为地震前兆已经研究了二十多年。目前已积累了     

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...     

岩石摩擦滑动的声发射b值

用双剪法进行岩石摩擦实验并测定了声发射b值。实验表明,粘滑发生前b值稳定并稍有增加,多次粘滑过程中b值基本不变,随着正应力的增加b值增加。     

含有障碍体的岩石样品破裂发展过程中的b值变化

本文用AET—5000型声发射仪对单轴压力下含有障碍体的岩石样品于破裂发展过程中的b值变化进行了研究。结果表明,不存在障碍体时大理岩板的b值随应力的增加而单调下降,由0.80降至0.13,直到岩样破裂为止。存在单个尺度较小的障碍体时,加载初期b值下降,当达到破裂应力的40％左右,b值回升;当障碍体的尺度较大时,b值在达到破裂应力的70％左右回升;然后,它们在应力再度增强时,b值又重新下降。而存在多个障碍体时,其变化形态随着障碍体的不同分布而不同。 最后讨论了造成b值变化的可能原因及其在地震预报中的影响和作用。     

不同应力变化过程岩石的声发射q值

在单轴应力条件下对不同应力变化过程岩石的声发射b值或m值进行了研究。所用的岩石为济南辉长岩和房山大理岩。实验的方式有三种:(1)重复加载实验;(2)递增加载实验;(3)应力增减实验。实验表明,应力减小过程的声发射b值比应力增加过程的声发射b值低。重复加载时声发射率显著下降但声发射b值变比不大,声发射b值对岩石的应力历史的记忆效应也不及声发射率的记忆效应明显。     

不同三轴应力条件下岩石电阻率变化的试验研究

作者试验研究了在不同三轴应力条件下,饱水砂岩的电阻率变化与施加应力的方式及应变积累速率的关系.试验方式为开始在一定的静水压力下,保持最小主应力（3）不变,考察了两种应力积累过程:1.以快速——慢速——最快速三种加载速率施加最大主应力（1）,中间主应力（2）称之谓 Ⅰ 型;2.以慢速——快速——恒压——最快速四种加载速率施加1、2称之谓Ⅱ型.两种应力过程的1、2,均加至破强度的80——90%后,再快速卸载至原静水压.同时,其应变速率控制在10-6——10-7/秒范围内.实验结果与某些大地震前后的一些地电变化的实测记录相吻合.从而揭示了地震前后视电阻率异常的阶段性变化特征,可能与地震在孕育过程中应变能的积累方式、应变速率、能量释放（地震活动）等因素相关联.为实测电阻率的前兆现象（地电异常）的理论解释提供了实验基础.      

不同应力途径下岩石的体积变化

本文介绍了对岩石在不同应力途径下的体积变化进行的实验研究。主要的应力途径有三种,并且都是首先把岩石加载到破裂前一定的应力状态,再分别三种类型加载。实验用电阻应变片测量纵向和横向应变以计算体应变。实验表明:同一种岩石在不同应力途径下膨胀效应有显著的不同。文中用辉长岩的实验数据对过密量和超膨胀量进行了估算。研究表明,过密与膨胀是应力途径变化时岩石体积变化的滞后效应。研究了B型实验过密状态出现的条件。从强度80%左右开始减小最小主应力的B型实验明显表现经历过密状态。从低应力状态(强度50%左右)和高应力状态(强度92%以上)开始减小最小应力的B型实验,岩石均未经历过密状态。最后联系地震预报问题进行了简单的讨论     

岩石破裂孕育过程中的几种Q值变化

采用脉冲传播谱振幅比法、能量法和尾波法分别测定片麻岩破裂孕育过程中的Ｑ值变化．结果表明:谱振幅比法所得Ｑ值呈现相对平稳值——升高至甚高值(极大值)——回降——破裂的变化形式；能量法所得Ｑ值变化形态与上述相反，即平稳值——低值——回升——破裂；而尾波法所得Ｑ值，主频Ｑ值呈现相对高值——下降至低值(极小)——回升——破裂，与能量法Ｑ值变化大体一致．而对于高频(大于主频)Ｑ值则呈现平稳值——升高至极大值——回降——破裂．同时尾波振幅谱还表明:应力达70％破裂应力后，首先是高频Ｓ波迅速减少(QC)变大)，临近主破裂时主频Ｓ波则大幅度减少(QC回升)，这可能是两种尾波QC变化形态不同的原因所致．而P，S波(初至波)振幅谱也表明，随着裂隙出现，Ｓ波频带变窄，高频成分迅速减少．即S波谱变化不同．这使采用不同方法所得的QS的变化特征不同．      

云南地区强震前的b值变化

本文根据1965年以来云南台纲地震资料,使用等样本数滑动最大似然法计算了云南地区及区内六个强震带的b值变化曲线和云南地区(20—30°N;97—107°E)的b值时空扫描。结果表明,本区大多数6级以上强震前b值在时间和空间上都呈现负异常,b值变化曲线的平均报准率为67％,失败率为33％,评分S为0.55;时空扫描的平均报准率为70％,失败率为30％,评分S为0.50。据些提出两个经验预报方程 M=1.471gA(月)+6.85 M=2.6lgA(度~2)+3.5作为云南地区强震中近期预报的参考依据。     

河套地震带的b值时空变化特征分析

本文以b值作为研究对象,在b值由应力状态和介质性质共同决定的理论框架下,开展了河套地震带的b值时空变化特征分析。选取1970年发生在河套地震带的ML≥1.5地震作为考察对象,运用EMR方法定量检测了最小完整性震级Mc的时序非均匀变化,并根据研究区地震活动实况,确定b值的起算震级为ML2.0。运用最小二乘法进行了b值时间扫描计算,结果显示,b值时序变化较好地对应了研究时段内的中强地震活动、台网分布和余震剔除等变化因素。运用极大似然法进行了b值空间扫描计算,结果显示,河套地震带的b值空间差异可能由地壳介质体性质和应力环境共同引起,相对来讲,b值的构造相依特征更为明显。此外,满足各震级档有足够多的地震样本依然是提高b值计算精度的关键环节。     

强余震前的b值异常变化

本文以震群型的邢台大震序列、主震—余震型的唐山大震序列、前震—主震—余震型的海城大震序列为例,取余震区中的余震来研究强余震前的b值异常变化。结果发现,强余震前的b值确实发生异常变化,其变化形态与大震前b值在较大区域内的变化相似,即震前有个明显的峰值期。而且,这种变化形态与地震序列类型无明显的关系。强余震与大震前b值变化的相似性,可能表明发生在余震区中的强余震也经历着与大震孕育发展的类似过程。但孕震时间比大震短。利用余震区内的强余震震前的b值异常变化,可对大震后不太长的时间内的强余震进行临震预测。     

临震前震：b值的时间变化

对前震和长期地震活动在频度－震级关系式中的ｂ值做了比较。研究了发生在主震前两个非重叠时间内隔内的前震：（１）数小时内;（２）数天内。区域的和全球的地震目录统计分析表明,这些间隔内的ｂ值比长期地震活动的ｂ值下降了一半。这扩展了Ｍｏｌｃｈａｎｔ和Ｄｍｉｔｒｉｅｖａ先前的研究结果,他们发现在主震前数小时内出现了这样的下降。我们的结果是个统计性的规律,未必在每一单个前震序列中都能出现。     

邢台地震b值的深度变化特征分析

对1966~1984年邢台地震目录进行了整理,应用基于MATLAB的Z-MAP软件分析了地震目录的完整性,将目录划分为地震活跃时段、地震活动过渡时段、地震活动相对稳定时段。主要分析了各时段地震深度b值、沿断层深度剖面扫描b值,根据深度b值变化对邢台地震演化特点进行了分析。     

单轴应力作用下两种不同方法研究岩石磁化率变化的结果

本文介绍了对北京——唐山地区八种强磁性岩石标本的压磁实验结果,观察了它们在高压应力下,直至破坏前后的磁化率变化特征。发现磁化率的变化只是其应力值的函数,与体积变化过程、微裂膨胀过程关系甚微。磁化率的压力系数取值范围为——(0.4——3.0)10-3MPa-1。同时,本文还得到了标本中出现破裂后岩石的压磁曲线。 运用铁磁学理论,对上述压磁实验结果作了初步的分析解释。      

不同结构岩石标本声发射b值和频谱的时间扫描及其物理意义

对几种不同结构的岩石标本在变形过程中声发射b值和频谱随时间的变化特征进行了对比研究 ,其中包括完整花岗岩标本、含有天然愈合节理的花岗岩标本、含有拉张型和挤压型雁列式断层以及平直断层的标本等。研究表明 ,声发射b值和频谱的特征不仅会受标本结构的影响 ,而且在同一标本的不同变形阶段也可能表现出不同的特征 ,其机制与变形方式以破裂为主或以摩擦为主有关。当变形以破裂为主时 ,声发射b值和频谱在失稳前会出现明显的下降 ;当变形以摩擦为主时 ,声发射b值和频谱在失稳前变化相对较小 ,且上升或下降均可能出现。实验结果意味着b值和频谱特征作为失稳前兆 ,在不同的构造环境下可能会有不同的特征 ,而强震孕震区内不同断裂构造的存在会造成前兆时空分布的非均匀性     

岩石裂纹扩展过程中声发射b值的模拟实验

在单轴加压下进行了有预制裂纹的岩石板在裂纹扩展过程中声发射时b值的实验。发现b值的变化与岩石裂纹的扩展过程有密切关系,并且不同岩石介质的相互作用可影响b值的变化。通常裂纹扩展时,b值下降,但扩展受阻时,b值又有所回升,因此,有预制裂纹的岩石板在破裂过程中,b值呈起伏变化。     

蒙宁交界区b值时空变化特征

选取1970—2019年蒙宁交界区中国台网中心地震目录,结合研究区地质构造,分析震级与地震频次以及时间与地震频次的关系.利用极大似然法,设定不同的窗长和步长,对研究区进行b值时空扫描,对比b值时间曲线,发现某些中强震发生在b值下降到异常水平然后上升的过程.采用矩形窗和圆形窗分别进行空间扫描,对比发现,研究区低b值分布在...     

广西及邻区b值变化特征

基于广西台网提供的地震目录,利用中国地震局地球物理研究所编制的基于格点搜索的b值分析程序,对广西及邻区进行b值时空分析。b值空间分布结果表明：研究区存在两个b值显著变化区域,分别为广西中西部b值显著下降区和粤桂交界b值显著上升区,两个区域内分别发生了2019年靖西5.2级和2019年北流5.2级地震。计算这两个区域的b值时间变化情况：广西中西部地区在长时间b值下降的背景下,震前一年左右时间内出现b值显著的回升后快速降低转折,而后发生靖西5.2级地震,结合2008年汶川8.0级地震和2011年日本东北9.0级地震相似的b值分析结果,认为该种b值变化特征具有显著前兆意义;粤桂交界区域2019年10月发生北流5.2级地震,发震前后b值上升态势不变,结合地下速度结构分析,认为北流地震具有明显的坚固体孕震特征,是b值升高异常的成因。     

长岛震群b值随深度变化特征

利用双差定位方法对2017年2月~2018年5月长岛震群进行重定位, 根据重定位结果计算长岛震群地震集中活动区域b值在深度上的变化分布。 结果显示: 长岛震群重定位的结果主要表现为北、 南两个地震活动区域。 北部地震活动区域的地震数量多, 时间跨度长; 南部地震活动区域的地震数量较少, 形成时间较晚, 震源深度主要集中在地壳深度4~25 km之间; 长岛震群北、 南两个地震活动区域的b值总体上均随深度增大而减小, 在8.5 km深度左右均存在转折上升的情况。 长岛震群b值的深度变化特征表明, 其应力主要受围岩静压力影响, 受断裂活动影响较小。     

新疆天山地区b值时空变化特征

通过分析新疆天山中东段和南天山西段地区2000年以来的以最小完整性震级(Magnitude of completeness,Mc)下限为基础的b值时空扫描图像,得到天山中东段和南天山西段两个不同区域的b值异常指标,研究结果表明:1天山中东段地区b值背景为0.705±0.004;南天山西段b值背景为0.583±0.003,略低于天山中东段b值背景水平。2 2003—2012年研究区内4次6级以上地震前,震中位置的b值多数处于低值状态,而震中附近区域其b值相对较高,反映出应力积累变化的主要方向。