花岗岩水岩反应中水化学变化实验研究

大量震例表明地震前后可以观测到地下水成分的变化。 本文通过差应力下花岗岩与水反应实验模拟研究花岗岩含水层在应力积累至破裂过程中水化学组分的变化, 并探讨了地震水化异常的形成机理。 实验结果表明, 随着差应力及其加载时间的增加, 溶液中不同离子浓度均呈现不同程度的增加, 其中Na⁺、 K⁺和Cl^-的浓度变化最明显。 随着差应力的增加, 三种离子浓度分别增加到3.3、 2.5和11.6倍。 随着加载时间的增加, 三种离子浓度分别增加到3.2、 3.1和12.5倍。 这种变化可能主要与花岗岩中矿物的溶解有关, Na⁺、 K⁺和Cl^-可作为花岗岩含水层地震水化前兆监测的灵敏组分。     

三轴压缩下两类砂岩变形破坏的实验研究

本文讨论了围压高达700MPa的条件下,发生实验变形的长石砂岩和石英砂岩的变形模式和变形机制。完整长石砂岩的脆延过渡带在200—400MPa,完整石英砂岩的脆延过渡带在250—350MPa,长石砂岩在600MPa围压以上出现高压脆化现象;两类切口岩石的稳滑粘滑过渡界限分别是200MPa和150MPa。不同的变形模式主要起因于程度不同的碎裂机制。文中还对矿物成分的影响、脆性行为之延伸等有关问题进行了简要讨论     

双轴压力下岩样自电位变化实验的新结果

利用伺服控制双轴加载系统,采用阵列式布局的应变、自电位测量方法,对岩石样品弹性变形阶段和破坏过程中的应变和自电位进行了实验研究. 结果表明,在突然加卸载、黏滑和岩样破裂几种特定情况下,自电位和应变场均出现了互相关联的脉冲状突然变化,且具有相当大的空间展布. 尽管有时应力σ值相当高,但当应力变化率γ= dσ/ dt为零（恒载）且保持正、负常数（匀速加、卸载）时,自电位始终没有异常出现. 反之,无论γ的增量Δγ为正值或负值,当γ突变,即对样品进行突然加卸载的时刻则出现了脉冲状自电位信号ΔV,Δγ的正或负对ΔV的影响是相反的. 分析表明,应力突变时ΔV与Δγ的异常幅度成正比. 应力突变和岩石破裂过程中自电位明显的时空变化意味着,孕震区附近如果自电位有突变,就有可能观测到相关的自电位前兆和同震变化, 并可能出现同步的应变变化,这给地震的自电位和应变前兆方法提供了实验证据.     

甘东南地区水氡浓度的临界慢化现象研究

本文将临界慢化理论应用于甘东南地区水氡浓度观测资料的处理中,以2008年5月12日汶川M_S8.0地震、2013年7月22日甘肃岷县—漳县M_S6.6地震为例,计算表征临界慢化现象的自相关系数和方差。计算结果表明,甘东南地区多个台站的水氡浓度观测资料在两次地震前均存在较明显的临界慢化现象。并从空间分布、持续时间、变化形态方面分析了异常点水氡浓度变化的临界慢化特征,结合水氡异常的水动力学机制和异常点所在构造,认为2次地震前的临界慢化现象与地震的发生有一定关系。     

低渗砂岩储层渗透率各向异性规律的实验研究

应用1摩尔/升的盐水作为孔隙介质,采用液体压力脉冲法对采自鄂尔多斯盆地某油田三叠系延长组低渗砂岩样品进行了渗透率随有效应力的变化规律实验研究.在围压0～100MPa,孔隙压力0～12MPa范围内,样品的渗透率变化范围在0～60×10-18 m2之间,实验结果表明样品的渗透率随有效应力的增加而减少.通过拟合实验结果,得到渗透率随有效应力的变化规律较好的符合幂函数关系,相关系数介于0.903～0.984之间.同时对同一样品的X,Y,Z相互垂直三个方向的渗透率随有效应力的变化进行了比较,结果表明渗透率的各向异性同样是压力的函数,且随着有效应力的增加,不同平面内的渗透率各向异性表现出了不同的变化规律.但在实验压力范围内,渗透率各向异性皆为正值,表明在有效应力为100MPa范围内孔隙内流体的流动方向未发生改变.研究结果为鄂尔多斯盆地低渗(超低渗)油气田开发,特别是对深部油气田开发过程中开发方式的选择与设计,充分利用渗透率各向异性的特点,提高采收率提供了新的岩石物性资料.     

根据环境应力值预测我国大陆近三年强震危险区的研究

把环境应力增高，作为将要发生强震的前兆。根据陈培善导出的利用地震波资料直接计算环境剪应力τ＿０值的公式，计算了１９８７─１９９１年全国范围内的环境剪应力值，并据此预测了１９９２年以后３年内可能发生６级以上地震的５个强震危险区。实际验证结果是：从１９９２年５月至今，中国境内共发生Ｍ≥６．０的地震７次，６次均落在预先划定的危险区内。根据进一步的研究，计算了１９９２─１９９３年全国环境应力值，结合１９９１年以前的资料，对未来１９９３年１１月─１９９６年３年内可能发生强震的危险区进行了预测，提出了６个值得注意的强震危险区。     

不同温压条件下饱水砂岩的变形破坏与孔隙压力问题的试验研究

本文通过不同温度与围压条件下的岩石三轴试验,研究了水、温度、有效围压对饱水的新沂砂岩变形破坏过程的影响及此过程中孔隙压力变化的特征。研究结果表明:(1)饱水砂岩的强度比风干岩石低20—30％,而排水条件下的这种差异更大;(2)岩石变形破坏过程中,孔隙压力的变化可划分出四个基本阶段:上升、缓升、下降与保持不变阶段,其中第二阶段相当于微破裂发生阶段,第三阶段相当于微破裂发展成为宏观破坏的阶段;(3)饱水砂岩的强度随环境温度的升高和有效围压的下降而减小,而且排水条件也促使强度降低,因此可以推断,井孔水位对震前异常反映灵敏的岩石力学与水动力学条件是:含水层的渗透性强、温度高、埋深浅、水头高。     

地下水化学异常信息迁移的水动力学模型实验研究

地下水化学组份的震前异常特征之一是异常形态多样,异常幅度不等,形态与幅度方面表现出复杂性。为揭示这种复杂性的实质,进行了水动力模型实验研究。研究结果表明,脉冲状水化学异常信息在含水层系统中的迁移规律是复杂的,随着迁移距离的增大信息幅度的衰减是明显的,甚至异常形态也有变异。异常信息的这种变化牲学与含水受层受力状态的不同有关。     

地震反应心理的调查与研究

本文对近三百人进行了多项目的地震反应心理调查,并在此基础上探索了应用灰色系统理论分析和研究地震反应心理的方法。对地震反应心理的六个子系统进行了灰色关联分析,从而为地震社会学的研究找到了一条新的途径。本文还提出了反应指数的概念,并给出了以反应指数为基础变量的地震反应等级的模糊集A~i,这是应用模糊集合理论研究和处理地震社会学中一系列重要而又包含众多模糊性问题的基础。     

饱和水致密砂岩电学参数对有效应力变化的响应

致密砂岩气藏在开采时因地层能量衰竭导致有效应力增加,储层物性相应地发生变化,其电学参数也随之改变.以往在常规围压下进行的岩电实验,其结果包含了岩样微裂缝等因素对电阻率的贡献,获取的电学参数不能客观反映原地储层性质.本文以鄂尔多斯盆地上古生界二叠系典型致密砂岩气藏为研究对象,测定了不同有效应力下完全饱和地层水71块致密砂岩样品的电学参数.结果表明,岩样电阻率随有效应力增加而变大,且与常规砂岩相比,致密砂岩电学性质受有效应力影响更大;随有效应力增加,岩性系数a增大,地层胶结指数m减小,原地有效应力(25.86MPa)下a和m分别是常压(3.5MPa)下的2.7和0.7倍;高有效应力状态下,电阻率达到稳定值所需测试时间更长;电阻变化幅度直观表征了其骨架结构变形程度,也是致密砂岩应力敏感时间效应的直接体现.因此,应根据储层原地有效应力确定致密砂岩气藏的电学参数.     

1999年河源2次4～5级地震的中短期前兆异常及其思考

对1999年广东省河源市两次4．5级地震前出现的前兆异常进行分析后认为,这些异常既反映了河源两次地震前局部应力场的变化,也反映了华南构造块体应力场的增强,是台湾集集7．6级强震群前大范围内地壳活动增强的表现。由于前兆异常的空间分布与块体内深大活动断裂构造的局部应力集中有关,因此,由前兆异常的多少和分布来判断未来强震的发生地点将是困难的。     

不同环境对水泥土动应力影响的试验研究

为研究腐蚀性介质和动荷载对水泥土力学特性的影响,通过水泥土的动三轴压缩试验,获取水泥土动应力试验参数,分析各种环境对水泥土动强度的影响。试验结果表明,当硫酸钠溶液浓度小于0.03mol/L时水泥土的动强度逐步增大,当硫酸钠溶液浓度大于0.03mol/L时水泥土的动强度又逐步降低;随着氯化钠溶液浓度的增大,其动强度逐步降低;随着腐蚀时间的增加,0.03mol/L硫酸钠溶液的水泥土动强度逐步增大,而0.1 mol/L和0.3 mol/L硫酸钠溶液的水泥土动强度均逐步降低;水泥掺入比和围压越大,水泥土动强度越大;当溶液浓度小于0.03mol/L时硫酸钠环境对水泥土的动强度有增强效应,且浓度大于0.03mol/L时硫酸钠环境对水泥土具有腐蚀破坏效应,且硫酸钠溶液腐蚀效应大于氯化钠溶液腐蚀效应。     

地应力观测井中元件标定及应力场计算方法

在地应力长期观测中,对井下现场标定观测元件的布设以及计算应力的相对变化是一个困难的问题。针对这个问题,提出了在钻孔内布设四个应力测量元件,而非传统三个元件的测量方法。在井下其中一个元件大体标定的情况下,对其他元件进行了相对精密标定,并给出了应力变化以及实现应力观测数据可靠性自校的计算公式。     

关于三轴试验破裂角的试验论证与探讨

目前不同排水条件下的三轴试验中试样的剪切破裂角的计算方法存在用有效应力内摩擦角还是用总应力内摩擦角计算的争议。本文首先通过三轴UU、CU及CD试验对破裂角与内摩擦角之间的关系进行了论证,然后展开理论分析与探讨,并对三轴试验强度包线的确定存在的问题进行了讨论。结果表明:同一饱和土样在不同类型的三轴试验中破裂角与由有效应力指标计算的破裂角基本相等,试样的破裂角应由有效应力强度指标确定;三轴UU试验采用最大剪应力作为不排水强度是偏危险的,CU试验采用总应力摩尔圆公切线确定的强度参数与用实际剪切面确定的参数差别较小。     

硫化物的映震特征及其映震机理的研究

概述了硫化物监测点的水地质及硫化物的来源和存在形式，并结合近二十多年的震例，分析和总结了硫化物的映震特征。表明硫化物的地震前兆异常基本上都是正异常，且具有一定的重复性，即硫化物测值遵循背景值－趋势性上升（或突升）－最高值－趋势性下降（或突降）－恢复至背景值，而地震常常发生在硫化物由高变低（靠近背景值）的过程中。并对硫化物异常形成原因进行了探讨，认为硫化物在生成过程中明显受孔隙压力（压强）的影响，这也是硫化物具有一定映震特征的主要原因。     

2000年1月15日姚安6.5级地震较强余震的应力触发

20 0 0年 1月 15日在云南省姚安县发生了MS6 5级地震 ,震后发生了 7次M≥ 4 0级的较强余震。本文计算了姚安MS6 5级主震后 ,主震和前震在 7次强余震破裂面上诱发的库仑破裂应力变化 (ΔCFS)。结果表明 ,有5次较强余震发生在库仑破裂应力增加 (ΔCFS >0 )的地区 ,增加的范围为 10 -2 ～ 10 -1MPa。并对结果的可靠性进行了检验 ,发现在前震和主震的破裂面长宽度和位错量估计值分别取上下限的 16种组合情况下 ,5次较强余震破裂面上的库仑破裂应力变化都为正 ,只是数值在 10 -3 ～ 10 -1MPa之间变化 ,而另 2次较强余震破裂面上的库仑破裂应力变化正负值发生变化。结果表明 ,主震和前震位错产生的库仑破裂应力变化是姚安MS6 5级地震较强余震活动的重要原因。     

滇缅活动地块构造应力场研究

本文收集了1976—2017年滇缅活动地块98个M_W 4.8—7.0地震的震源机制解,分析震源机制解和震源深度的空间分布特征,探讨了其构造动力学背景。结果表明:①滇缅活动地块震源深度优势分布范围为10—30km,90%以上的地震震源深度小于30km,结合研究区统计时段内地震震源深度、优势度、众数等参数,推断滇缅活动地块及周边震源深度的下界为30km,脆性多震层位于10—30km,且主要位于15km附近;②滇缅活动块体不同断裂带、块体内部各次级块体之间、块体内外表现出不同的震源机制解,在空间上存在着明显的分区性特征,揭示出位于青藏高原东南缘的滇缅活动块体及周边地区应力场的非均匀性;③滇缅活动地块区域构造应力场明显受周边板块作用的控制,活动地块内部由于构造格局及其运动的差异,应力状态具有明显的区域特征。根据研究区各主要断裂带所反映的与构造背景作用一致的震源机制分布特征,可以将滇缅活动地块初步分为3个应力区。     

汶川地震前后b值的时空变化及构造意义

地震b值与地应力具有密切的关系,即高应力对应低b值,研究汶川地震区b值的时空变化可以获得地震前后的应力演化过程.本文通过震源位置和速度模型联合反演的方法和双差定位法对龙门山地区汶川地震(M_s8.0)前后的地震进行了重定位工作,在此基础上精确计算了汶川地震前后不同时间段内b值大小的变化趋势及b值空间分布.结果显示:(1)b值在深度上存在明显的分层性,15 km以上b值较高,15 km以下b值较低,反映上部岩石为脆性,下部岩石为韧性的特征;(2)区域平均b值在汶川地震之后出现下降,而后有所恢复并逐渐增加,芦山地震后又降低,反映了龙门山断裂带的同震变化和震后愈合过程;(3)分时段b值空间分布结果显示,在芦山地震之后,汶川地震破裂区b值下降,即应力增加,这意味着汶川芦山地震之间的空段存在韧性变形,且芦山地震的发生促进了汶川地震破裂区的愈合;(4)映秀附近彭灌杂岩区在震前呈现低b值异常,反映该区域存在较大的差应力,可能是震后最大位错发生在该区域的根本原因.     

华东地区地震前兆短期异常研究

通过对华东地区1970年以来发生的14次5级以上地震的研究表明:无论以异常开始时间判断的异常还是以异常结束时间(或转折时间)判断的异常,其空间分布与震前地震活动的空间分布存在一定关系,并且前兆异常存在不同特征的三阶段性。以前兆的开始时间作为判断标准,异常频次反映出地震孕育的中期阶段信息。以异常的转折(或结束)时间作为异常判断标准,其异常频度具有短期信息。从而提出了异常转折率TAR,研究表明,强震前TAR超过均值的高值异常具有短期信息。通过理论分析后,提出了华东地区中期向短期过渡的综合判断方法。