岩石加载声发射与地震过程的现象对比

<正>1研究背景人类很早就对地震现象有所关注并进行研究,以期通过现象揭示地震孕育发生的规律,并依据可靠的前兆进行地震预测。从20世纪中期到现在,学术界对地震现象的认识经历了复杂而艰辛的演变,各种异常现象的地震相关性经过否定之否定而被确认,例如地震云、氡异常、电离层异常、地下水异常等。这些现象作为地震前兆引起广泛关注,但在实际运用时却存在一定问题,究其本质还是地震孕震机理不清造成的。尽管地震机理不清,大部分研究者仍然在地震机理上形成了一些共识：地震是在震源被加载到临界状态后发生的,加载过程就是地震能量积累过程。正因如此,诸多研究者通过岩石加载的声发射对地震现象进行研究并予以解释。本文以较为公认的震源概念为前提,将地震过程与岩石单轴压缩过程中的声发射演化进行全面对比,通过声发射的演化规律解释地震发生过程中的一些现象,为地震预测提供参考。     

基于岩石变形声发射实验结果讨论岩石失稳的可预测性

根据室内岩石变形声发射实验结果,计算了声发射序列的地震非均匀度GL值,并以此探讨岩石破裂失稳的可预测性.     

基于岩石变形声发射实验结果讨论岩石失稳的可预测性

根据室内岩石变形声发射实验结果,计算了声发射序列的地震非均匀度GL值,并以此探讨了岩石破裂失稳的可预测性。在双轴压缩、等速率加载条件下,含障碍体断层、挤压雁列断层和Ⅲ型剪切断层等非连续岩石标本在临近滑动失稳前,声发射活动均出现了显著的均匀—非均匀的状态变化,表现为GL值出现持续大于1的异常变化,GL值异常的位置与破裂成核部位相重合,并与断层走向一致;改变统计窗长、窗内分割数及能级统计下限计算声发射序列的GL值,结果表明,GL值计算结果具有一定的稳定性。综合分析认为,地震非均匀度(GL值)可以较好地刻画岩石失稳前夕因破裂成核导致的声发射活动在时间分布上的状态变化,GL值持续异常是岩石失稳的显著性标志,对预测岩石失稳具有较好的指示意义。     

岩石构造对声发射统计特征的影响

利用一套最新型的全波形、宽动态声发射观测系统,对两种不同构造的花岗岩在三轴压缩变形实验中的声发射活动进行了对比研究。二者在声发射空间分布,声发射与体积扩容的对应关系,声发射频谱特征及频度能级统计参数等方面均有明显差异。这表明,岩石构造对声发射的基本统计特征有显著的控制作用。其原因在于岩石构造的差异造成变形方式和变形过程的不同     

天然地层中岩石的电磁辐射和地震声发射

研究表明:地震声发射、岩石电阻率、弹性波速度以及其他参数的时间变化都含有关于地质结构的不均匀性、破裂程度和应力状态以及关于地壳内正在发展着的构造物理     

影响岩石声发射的几个因素

以岩石的损伤本构关系为基础，分析声发射与岩石－试验机共同作用系统稳定性的关系，重点从微观上讨论了试验机刚度和岩石均质变的影响，并从岩石破裂失稳角度分析了围压降低所引起的声发射活动性强现象，最后考虑载荷历史的影响，得到了和主震－余震相对应的声发射模式。     

应力历史与岩石声发射关系的实验研究

本文从实验角度对岩石声发射的凯塞效应进行了研究,研究工作分三个方面1°应力水平对凯塞效应的影响;2°蠕变—疲痨对岩石变形的加速作用;3°高应力下应力作用时间对凯塞效应的影响,实验证明:低应力下岩石凯塞效应清晰,当应力升高,岩石发生体积膨胀以后凯塞效应变得模糊起来,实验对产生这一现象的原因进行了研究.并证明经过适当处理后使记忆效应保持清晰是有可能的.     

岩石加载变形过程中超声尾波与声发射变化的实验

文中采用尺寸为50mm×50mm×150mm的花岗闪长岩、大理岩以及砂岩3种不同的岩石样品,开展了超声尾波和声发射同步观测研究。结果显示:1)尾波变化与声发射演化过程存在良好的对应关系,声发射频度增加时尾波的变化随之改变,尤其是声发射频度增加的早期阶段尾波便出现变化。这预示了分析尾波可获得岩石早期的损伤信息。2)不同变形阶段,尾波变化的物理机制不同。加载初期,尾波变化存在明显的散射体改变特征;随后,在线弹性变形阶段则以波速变化为主;加载后期,散射体的改变增加,且与波速变化共存,散射体的改变效应与岩石微破裂的程度有关。3)随着载荷的增加,波速增加的幅度总体呈逐渐减小的趋势,这与通过直达波获得的认识基本一致。4)岩石变形过程中产生的微破裂会改变尾波变化的物理机制,散射体效应将显著增强。同时,声发射波形将对超声尾波造成干扰,因此在仅利用尾波资料分析岩石损伤时需要关注相关的问题。总之,超声尾波变化和声发射均可反映岩石内部的损伤情况,且不同的变形阶段尾波的变化机制不同,二者的联合观测可起到相互验证的作用,有利于提高观测结果的可靠性。     

日本岩石声发射的最新进展

日本地震学家楠懒、勤一郎等人自1979年以来在岩石实验中已经研究出一套声发射定位系统(AE location system)。这一系统的实现使岩石实验在 AE 方面进入了新的阶段。他们利用这一系统进行了一系列重要的研究工作:首先,在单轴压力下解决了 AE 定位问题,从而获得 AE 的震源分布,并把重点放在AE 的时间分布、源机制解和空区形成机制上;其次,在三轴压力下研究波速变化问题,重点     

关于应力触发地震机理的讨论

应力触发地震问题的研究对于地震机理和预测具有重要的意义。 该文围绕潮汐力触发和地震应力触发问题, 简要回顾应力触发地震的野外观测与研究概况, 综述应力触发实验和模拟取得的成果, 简述新的实验结果, 并在此基础上探讨应力触发地震的机理, 分析取得的进展和存在的主要问题。     

河北省宜都县邓家桥水库地震诱发机理讨论

本文讨论了湖北省都县邓家桥水库诱发地震的机理，认为该库地震的发生与水体荷载关系不明显，但与库区断裂、岩溶等地下水渗流环境有关。根据震源深度与地下水循环深度吻合，认为水向库基深层渗透导至水库基岩石孔隙骤增是本库诱发地震的主因。     

湖北省宜都县邓家桥水库地震诱发机理讨论

本文讨论了湖北省宜都县邓家桥水库诱发地震的机理,认为该库地震的发生与水体荷载关系不明显,但与库区断裂、岩溶等地下水渗流环境有关。根据震源深度与地下水循环深度吻合,认为水向库基深层渗透导至水库基岩石孔隙压骤增是本库诱发地震的主因。     

岩石样品变形时的声发射

研究岩石样品变形过程中的声发射主要包括两个方面的内容:一是研究声发射事件的时空分布;二是研究声发射信号的振幅-频度分布。由于声发射活动性的研究与地震活动性的研究是十分相近的,所以实验室中对岩石样品声发射的研究有可能增进对地震活动性的认识。 本文总结了最近在声发射研究方面的一些结果,讨论了应力水平、加载时间和加载历史对岩石样品声发射活动性的影响,即讨论了在单调加载、静态疲劳加载和重复加载三种情况下的声发射特征。本文强调指出,即使是实验室内,利用声发射活动进行岩石样品的破坏预报方面仍然存在着一些困难。最后提出了解决这些困难的建议。     

岩石样品变形时的声发射

研究岩石样品变形过程中的声发射主要包括两个方面的内容:一是研究声发射事件的时空分布;二是研究声发射信号的振幅-频度分布。由于声发射活动性的研究与地震活动性的研究是十分相近的,所以实验室中对岩石样品声发射的研究有可能增进对地震活动性的认识。 本文总结了最近在声发射研究方面的一些结果,讨论了应力水平、加载时间和加载历史对岩石样品声发射活动性的影响,即讨论了在单调加载、静态疲劳加载和重复加载三种情况下的声发射特征。本文强调指出,即使是实验室内,利用声发射活动进行岩石样品的破坏预报方面仍然存在着一些困难。最后提出了解决这些困难的建议。     

基于岩石声发射实验结果探讨地震活动状态变化的预测意义

根据室内岩石破裂实验声发射结果, 论证了地震非均匀度参数(GL值)在识别声发射活动状态变化的有效性, 同时也考察了状态变化参量计算结果的稳定性。 在此基础上, 借用前苏联地震学家Mjachkin等提出的地震孕育至发生的雪崩不稳定裂隙形成模式, 探讨了部分强地震孕育过程中, 区域地震活动由无序到有序状态变化的可能形成机理。 利用地震状态参数, 即地震非均匀度(GL值)尝试开展了对我国未来一个时期地震大形势的定量分析预测。     

岩石声发射的损伤模式及其在地震研究中的初步应用

本文运用损伤理论和微元强度统计理论导出了声发射参数与损伤参量及应变的关系模型。依据这一模型,分析了单轴压缩时岩石破坏阶段声发射特性与压机刚度的关系。在此基础上,探讨了声发射活动规律与孕震过程及地震活动的内在本质联系。     

微震监测:弥补岩石声发射到天然地震间的空白

<正>通常把岩体微小破裂会伴随产生强度较弱的地震波称为微地震(Microseismic)。大多数微地震事件震动能量一般为102~1010 J,频率范围介于50~1500 Hz之间,持续时间通常小于1 s,微震的地震矩震级MW介于0~4之间。地震具有非线性多尺度特性。实验室岩石压裂试验产生的声发射(AE)为微尺度现象(微米-毫米级),频段达到超声波频率(MHz),能量换算成震级范围为M-12~-6;微震为小尺度岩石破裂(米级),频     

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。     

岩石破裂前声发射的相对平静

在岩石力学实验中,多数场合下样品主破裂前声发射率显著增加。在下列几种情况下岩石样品主破裂前声发射相对平静:①介质的特殊性质;②应力的特殊变化方式;③样品中存在某种构造体;④环境因素的影响。这些实验结果对探讨大震前小震活动平静的原因有一定参考意义。