含硬包体试样破裂孕育过程中应变场的变化特征

在含硬包体的混凝土试样，双轴加压的破裂孕育过程中，观测自由面的应变场，随着应力增加，高应变区逐步形成，应变梯度增大，主破裂前，有的高应变区应变量与应变梯度均减小，有的则增加，主破裂发生应变及其梯度相对都较低的一个高应变梯度区，应变场区内不同测点，其应变随应力及时间的变化而形态不同，临皮裂前，距破裂带和包体近的测点应图像复杂，有的反向加速增大，有的同向加速增大，有的显著减小；而远处测点，变化迟缓且不     

地震破裂产生的动态应变场的模拟计算研究

设地震破裂为一个以有限速度扩展的双侧破裂走滑断层,在1°×1°的研究范围内,通过离散波数法合成理论位移地震图,计算研究区域中144个场点的位移时程,在此基础上得到了应变时程和动态应变场,并讨论了应变时程的动态特征和动态应变场的分布特征。地震破裂动态应变场的计算为将来实现地震动态库仑破裂应力场的计算奠定了基础。     

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．      

真三轴压缩时几种岩样微破裂定位的初步结果

实验用盈江花岗岩、蝴蝶泉斜花岗岩及龙陵花岗岩在真三轴压机上压缩(1>2>3)直至岩样破裂.采用8通道高速微破裂数据采集分析系统对岩石破裂孕育过程中的微破裂时空分布做了初步分析.结果表明:在声发射变化的第Ⅰ阶段,微破裂较多;第Ⅱ阶段微破裂较少.但都分布紊乱且遍布整个岩样.当应力继续上升达声发射变化的第Ⅲ阶段,微破裂再次增多并逐步形成空区,只在主破裂前很短时间才形成条带分布.      

含硬包体试样在破裂孕育过程中波速场的变化

含硬包体混凝土试样在底面支撑侧面双轴加压至主破裂的情况下波速场的变化图象为：加压初期,试样上的纵波平均速度在４１７５～４６１５ｍ／ｓ之间变化,随着压力升高,出现小于４１７５ｍ／ｓ的低速区,但范围甚小,位置在两个包体之间。随后出现大于４６１５ｍ／ｓ的高速区,范围大致与包体位置一致。随着σ１的增加,低速区在逐渐变大,高速区逐步减小后又重新变大,高速区与低速区在平面上相互重叠,在空间上看,高速区被低速区包围着。临近主破裂时,低速区变小并逐步形成条带,高速区也变小,主要集中在靠近未来出现破裂的一个包体位置上。最终的破裂面出现在此高速区与低速条带交界附近,包体也局部破裂了。     

平面应变双轴压缩岩样剪应力异常及破坏过程模拟

利用FLAC,模拟了双轴压缩岩样的破坏过程及剪应力异常.在峰值强度之前及之后,岩石的本构模型分别取为线弹性及莫尔库仑剪破坏与拉破坏复合的应变软化模型.本文仅分析了3个具有较大应力降的周期的剪应力异常及塑性区分布.在第1及第2周期,剪破坏分别发生在试样的两侧及背景空区内部,前兆明显,地震属于断错型.在第3周期,背景空区之外的新剪切破裂带引起断错型地震;空区内部的老破裂带引起走滑型地震,未观测到前兆.在塑性区边缘,剪应力梯度较高.破裂带位置剪应力值反而较低.尽管在应力-应变曲线的软化阶段之前,不同单元的剪应力表现出千姿百态的复杂形态,但尚有规律可循.若几个单元都位于某条破裂带上,则剪应力的变化可能是同步的,或演变规律类似.鉴于原地复发地震类型可能不同,前兆将有差别.     

用GPS时间序列获取中国大陆微动态应变场

基于中国大陆GPS观测在国际地球参考框架（ITRF）获得的站点位置,由三角形法通过反演逐年推算中国大陆年微动态应变场. 结果显示,研究区年微动态应变场大致以南北地震带为界. 西部地区存在方向大体一致的年主压应变优势分布方向, 方向自西向东、 由近南北向转为北东向,与近代应变场的方向一致,表明西部地区变形主要是由印度板块向北推进和西伯利亚地块相对南推形成的,且整体上仍是新构造运动的继承;东部大部分地区不存在年主应变的优势分布方向.年最大剪应变在不同地区差别很大,变化范围从4.13times;10-8~7.0times;10-10, 总体上西部大于东部. 同一区域年最大剪应变的多年变化表明,西部变化大,东部变化平缓. 年面膨胀显示,研究区大部分为压缩区,且同一区域的多年变化平缓.      

具有多种断层结构岩样的形变和破裂特征的试验研究

在岩石板上切割出多条切缝并以石膏填充,将其分为3个构造特征区:A区(断层交汇区)、B区(左行左列岩桥区)、C区(右行左列岩桥区)。采用双轴加压、定点应变、声发射信息系统和实时全息干涉计量方法(激光)进行观测研究。结果表明:在岩样破坏孕育过程中,各个特征区都出现了特大破裂。每个特大破裂发生前定点应变、激光干涉条纹图(应变场)和声发射信息都出现了特征变化。特大破裂的发生有先后,其前兆特征的出现也有先后,并且各区有各自的特点,某些前兆还可能在各区之间交替出现。研究认为,三个区的断层结构性质不同,这就导致了不同的破裂顺序,甚至产生不同的前兆现象。     

组合坚固体应变扰动及波速异常的破裂前兆特征研究

研究了高、低强度3段拼合岩石样品在单轴压缩和双轴单面直接剪切时的破裂特征及突发应变扰动与波速异常的破裂前兆。从分别置于高、低强度段上的应变变化看,在整个样品破裂前,低强度段(弱岩)先出现突发扰动,高强度段(强岩)后出现突发扰动。从分别穿过高、低强度段上的波速变化看,低强度段波速先出现下降,高强度段后出现下降。主破裂后明显的裂缝贯穿整个拼合岩样。进而讨论了坚固体孕震模式(主破裂前)的突发性应变前兆与波速异常的时空特征。     

从岩石的应变,破裂与电性的变化关系探索对地震的预报

根据岩石受力过程的应变,破裂时产生的局部地磁场异常变化和电磁辐射现象,动用地磁短周期转换函数法和地磁场垂直分量加卸载响应比法结合电磁辐射现象的分析,可达到对地震的中短临异常跟踪预报的目的。由上海及邻近地区２０世纪９０年代发生的二次中强地城震例可得到较好的验证。     

川滇地区应变率场分布及其变化特征研究

基于GPS多期复测资料, 利用最小二乘配置方法计算川滇地区应变参数, 分析该区域应变率场分布及其变化特征并探讨其分布与强震关系。 研究结果表明: ① 各时段应变率场空间分布的明显变化应属于大于GPS资料误差的真实地壳构造形变信息; ② 最大剪应变率及第一、 第二剪应变率的结果反映了走滑断裂对区域变形的显著控制; ③ 主应变率, 东西、 南北向应变率场动态结果反映的汶川地震孕震的空间尺度较大; ④ 在本区大致反映北东向与北西向剪切变形的第一剪应变率、 东西向应变率、 南北向应变率及最大剪应变率与6级以上地震对应较好。     

地面应变场变化图像的观测

将来的地震预报,应该像现在的天气预报,可以有预报不准的时候,但是有明确、可靠的观测依据,其中之一就是地面应变场变化图像。提供观测应变场变化图像并不是简单地给出一个等值线图,而是要遵守可比、一致和有限3个原则。能够给出这样的图像,就是跨越性的、巨大的成功。应该围绕这个目标来规划“十一五”地震预报实验场项目。应该循序渐进地分两步走:第一步要建立相对稀疏的、均匀的观测网,同时建立一些不同间距的试验性观测点;第二步再根据设防地震要求、构造影响以及试验性观测点的实践补充观测点。     

大震前区域地震活动应变场的时空异常特征

本文基于自然正交函数展开方法, 以地震应变为变量, 计算1980年以来中国大陆7级以上大震前的地震应变, 提取出大震前区域地震活动应变场的时空异常。 结果表明大震前时间因子在平稳背景上会出现突跳上升或突跳下降异常变化。 一般情况下, 前4个应变场中至少有3个出现异常变化, 异常分布具有多分量特点, 出现的最早时间大约在震前3年, 少数出现在震前1~6个月。 对比应变场时间因子异常与研究区域每个网格单元(0.5°×0.5°)内的地震能量时间因子异常形态的相似性、 时间的一致性, 找出地震应变场空间异常位置。 结果表明, 多数大震前的空间异常分布在主震震中周围; 少数大震的空间异常远离主震震中。 产生这种现象的原因是大震前与主震不同距离的单元网格内发生中短期或者临震的震群、 显著地震等地震活动性异常。     

张家口地区应变参数变化及其特征研究

根据1988—2009年张家口伸缩仪3方向的线应变资料计算出最大主应变、最大剪应变以及主应变方向等平面应变参数,分析张家口地区的断层特征、张家口伸缩仪观测环境的变化,结合1988—2009年张家口地区Ms≥4.0级以上地震,研究张家口地区应变参数的变化特征。     

岩石变形破裂过程中电荷感应信号的检测

设计了采用非接触方式、高放大倍数、高效率的电荷传感器,并给出了电荷传感器的设计原理和技术指标。利用研制的电荷传感器对岩石变形破裂过程中产生的电荷感应信号进行了检测试验。结果表明,岩石在变形破裂过程中会产生电荷感应信号,并能够被研制的电荷传感器检测到;电荷感应信号是瞬时脉冲的;随着加载应力水平的增加,电荷感应信号强度增强,在峰值应力前,电荷感应信号强度达到最大值;在破裂面接收到的电荷感应信号较强,主破裂面接收到的信号最强,因而电荷的产生和岩石的破裂有很大的关系。作为正在探索的检测岩石破坏过程的手段之一,电荷感应方法应是一种很具潜力的方法,值得深入研究。     

利用应变场和基线变化率研究新疆南天山地区近期地壳运动特征

利用GPS数据研究南天山地区地壳运动特征,截取了该区域2005 ～ 2009年GPS数据,在统一框架下进行解算,并绘制出不同时段的主应变、剪应变以及基线变化速率等图像,研究表明该区域的地壳形变具有自西向东、自南向北减弱的特点,主压应变主要表现为受印度板块向北推挤而形成的近南北向压性应力场.2005～2009年基线变化速率表明,以喀什沿经线南北向为界,其东部区域基本上为压缩区,其西部区域基本上为拉张区,东部的基线缩短平均速率(4.84 mm/a)大于西部基线伸长的平均速率(3.06 mm/a),以喀什沿纬线东西向为界,其南部区域基线变化平均速率(5.58 mm/a)明显高于北部区域基线变化平均速率(3.52 mm/a),且伸长、压缩变化速率最大基线均在南部地区,说明南部区域受到塔里木块体和青藏高原挤压比较强烈,表明喀什南部区域地壳运动相对活跃.     

山西地震带不同基准的重力场变化

对2011—2017年山西及周边的流动重力观测资料,在绝对点控制下重新做平差计算,从不同尺度分析重力场的动态变化和跨断裂重力段差变化,重点对不同基准的重力场累积变化特征进行比较,结果显示:①文中的平均值基准可以明显削弱单期数据或个别测点对重力场造成的非正常影响;②在山西地震带持续出现了区域性的重力异常,形成了与构造断裂较为一致的重力梯度带;③山西地震带北部测段重力段差的变化幅值最大,南部次之但强于中部,反映了北部的构造活动比较活跃。     

断层破裂过程对边坡的广义荷载场的动态影响

利用基于FEPG的有限元新模型,从动力学的角度对地震中断层的破裂过程进行了研究,探讨其对边坡的位移场、应力场的动态影响,从而用数值模拟的方法印证了现有的地震滑坡动力学模型理论.     

我国西部近期应变强度比动态演化特征

探索由断层形变资料提取应变强度比并获得动态图像的方法，结合2000年景泰（Ms5.9）等震例，给出由我国西部甘、宁、青及川滇地区最新跨断层形变资料所得的应变强度比时空分布动态图像。结果表明：其具有压性为主的中期背景及中短期前兆（一年尺度的绝对值2.0以上高值区）等异常的动态演化特征可作为上述地区中短期强震危险区的判定依据。