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。     

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.     

岩石失稳破裂前激发极化效应的初步研究

本文介绍了在压应力作用下观测岩石失稳破裂前激发极化效应的实验方法和主要结果。重点研究了沉积砂岩、矿化灰岩和部分橄榄岩的激发极化特征及其变化规律,讨论了岩石的脆柔性质与破裂前兆的关系。实验结果表明:(1)在压应力作用下,岩石的激发极化效应十分明显,规律性强,变化幅度大;(2)随着压应力的增大,极化率出现以下降为主的有规律性的变化,其幅度可达百分之几到百分之几十;(3)普遍记录到了岩石失稳破裂前的极化率前兆特征——加速下降和急剧上升,其变化形态与岩石的脆柔性质有关。最后,本文对岩石激发极化压应力效应的机理及其在地震预报研究中的应用作了初步探讨。     

岩石突发失稳序列的实验研究

根据三轴压缩条件下岩石试件变形过程中多次重复发生的粘滑失稳事件，着重研究了突发失稳序列的演变特征及其影响因素。研究表明，随着错动量的增大，突发失稳的临界差应力和应力降呈现“正坡”、“负坡”和“平缓跳动”等阶段性变化，而应力降比率则渐趋减小；其变化原因主要与错动面的密接和凹凸程度、碎屑厚度、粒度、以及试件受力和刚度约束条件的改变等因素有关。突发失稳序列的变化特征，有可能为预测后续地震强弱变化的趋势提供依据     

岩石破裂时光辐射的实验研究

岩石破裂时光辐射现象是近来不少学者感兴趣的问题,它具有多方面的理论及实际意义。孙正江等用胶片直接感光方法证明了光辐射的存在,B.T.Brady和A.Rowell等用光学摄谱法得到了岩石破裂时辐射的光谱特性和照片。我们用粒子探测方法,研究了岩石破裂时光辐射特性及其与其它物理效应的相关问题。这种方法是利用光电倍增管接收光子,通过光电效应转换成电脉冲信号,经放大后输入多道脉冲分析器进行脉冲幅度分析。它的优点是对瞬间微弱闪光非常灵敏,不仅可以记录可见光而且可记录非可见     

岩石破裂时光辐射的实验研究

岩石破裂时光辐射现象是近来不少学者感兴趣的问题,它具有多方面的理论及实际意义。孙正江等用胶片直接感光方法证明了光辐射的存在,B.T.Brady和A.Rowell等用光学摄谱法得到了岩石破裂时辐射的光谱特性和照片。我们用粒子探测方法,研究了岩石破裂时光辐射特性及其与其它物理效应的相关问题。这种方法是利用光电倍增管接收光子,通过光电效应转换成电脉冲信号,经放大后输入多道脉冲分析器进行脉冲幅度分析。它的优点是对瞬间微弱闪光非常灵敏,不仅可以记录可见光而且可记录非可见     

岩石错动面上阶梯形凸起的破裂过程与失稳型式研究

本文介绍了三轴压缩下花岗岩试件内阶梯形错动面凸起部位破裂过程和失稳型式的实验。结果显示,当差应力量值(σ_1—σ_3)达到0.15—0.17(σ_1—σ_3)。(试件发生首次粘滑时的峰值应力)时,在阶梯形凸起的底部发生宏观破裂,其应力—位移关系呈线性变化,且破裂随应力量值的增加而继续扩展。在(σ_1-σ_3)≥0.3(σ_1-σ_3)c时,发生破裂贯通,凸起被剪断。断裂面上次级凹凸体发育。当(σ_1-σ_3)(?)(σ_1-σ_3)c时,原阶梯形错动面被铲平,其后沿该面发生了伴随大应力降和强烈振动的突发性失稳。上述结果表明,在断层滑动过程中,断层面上的凹凸体破裂直至被铲平的过程仅能导致微震、前震和声发射等事件的发生,而主震则系由平直断裂的粘滑引起的。     

岩石破裂过程中电磁辐射的实验研究

在单轴压力下对灰岩、花岗岩、石英岩三种样品的破裂过程与电磁辐射进行了实验室试验。结果表明,含有石英晶体的岩石,在破裂过程中产生的电磁信息,其振幅具有脉冲形态;随着应力水平的增高,电磁脉冲的频度增加,与声发射具有同步发展的趋势;不同结构的介质,主破裂前又呈现出平静和高潮两种不同类型。此外,含有石英晶体的岩石其主破裂及解体过程中,伴随最强的电磁脉冲,出现明显的闪光现象。文中对实验结果作了初步的讨论。     

地震序列类型的岩石破裂实验研究

采用花岗岩和砂岩拼合的岩样，做单面直接剪切破坏实验，并以微破裂信息存储分析系统连续采集信号。通过波形图研究发现，诸如“前破-主破-余破型”、“主破-余破型”、“群破型”、“双破或多破型”、“孤立型破裂”等都有波形记录，而大破裂前的“平静”、“密集”、“低频扰动”及“慢破裂”现象也有波形显示。这些结果与天然地震很相似。几乎所有天然地震的类型和震兆异常都能在声发射破裂实验中得到发现和验证。实验还显示，在低应力阶段破裂类型较单一，但随着应力升高和逼近主（大）破裂，破裂类型越来越多，而且低频成分变多的破裂增多，慢破裂也增多。     

岩石破裂过程中电磁辐射的实验研究

在单轴压力下对灰岩、花岗岩、石英岩三种样品的破裂过程与电磁辐射进行了实验室试验。结果表明,含有石英晶体的岩石,在破裂过程中产生的电磁信息,其振幅具有脉冲形态;随着应力水平的增高,电磁脉冲的频度增加,与声发射具有同步发展的趋势;不同结构的介质,主破裂前又呈现出平静和高潮两种不同类型。此外,含有石英晶体的岩石其主破裂及解体过程中,伴随最强的电磁脉冲,出现明显的闪光现象。文中对实验结果作了初步的讨论。     

评“两次希腊大地震的预测”

Uyeda和Kamogawa报道了短期地震预测的VAN实验方法（VAN是3位希腊物理学家Panayiotis Varotsos、Kessar Alexopoulos和Konstantine Nomicos姓氏的首字母缩写）。     

岩石破裂实验中的遥感观测与遥感岩石力学的开端

在岩石加载直到破裂的过程中,对岩石的红外辐射进行了遥感观测研究.使用的主要仪器有瞬态光谱仪、智能光谱仪、红外辐射温度计、红外光谱辐射计和红外热象仪.对26种岩石进行了实验.研究表明,岩石的红外辐射温度随应力的增加而增加;岩石的红外辐射波谱的幅值也随应力的增加而增加.岩石的红外热象的观测结果与岩石的红外辐射温度相一致.某些岩石样品破裂主断层形成前,在未来主断层的位置显示出条带状温度异常热象.本实验将遥感学中的最新技术引入岩石力学,以期在岩石力学中建立一个新的研究领域遥感岩石力学(或遥感岩石物理学).遥感岩石力学可望在地震预报,岩爆预报和岩体应力场的测量中得到应用.      

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。     

1999年度中俄合作岩石破裂实验研究

１９９９年１１月～１２月,俄罗斯科学院圣彼得堡Ｉｏｆｆｅ技术物理研究所Ｖ．Ｓ．Ｋｕｋ－ｓｅｎｋｏ教授等专家应邀来华,与中国地震局地球物理研究所和中国科学院地球物理研究所合作,在震源物理实验室开展分米级尺度岩石破裂实验研究。实验中采用了ＳＤＡＥ－８型系统,进行声发射地定位和实时显示。实验采用了多种典型构造模拟和加－卸载方式,取得了丰富的成果。该实验开辟了国际间实质性合作的新途径。     

一个复杂大地震的破裂特征分析

1993年6月8日堪察加东部沿海MS＝7.3地震是一次非常复杂的破裂过程．通过宽频带波形拟合方法，结合子事件叠加的空间传播特性和视时间差的分析，讨论了这次地震的破裂特征．分析表明，这次地震的破裂传递带有强烈的单向性，主要破裂过程可以表示为:破裂成核——北东东——正东偏北——正东偏南——停止，由深至浅．      

岩石破裂电磁辐射(EMR)现象实验研究

岩石破裂电磁辐射现象是客观存在的物理现象.随着电磁辐射观测技术在地震研究、冲击矿压预测等领域的应用,极大地推动了岩石破裂电磁辐射的实验研究.本文对岩石破裂电磁辐射的影响因素以及相伴生的现象,以及有关的物理解释进行了概括介绍.由于不同研究者使用实验设计、实验参数、实验条件的不同,使得观测和研究结果同样难以统一认识.不同的研究者根据各自的试验提出了不同的物理机制.同时对已发现现象的重复性、证实性研究岩石试验缺乏.严重匮乏利用数值模拟以及建立模型定量研究岩石破裂的电磁辐射.此外,岩样实验系统不同于实际的地震系统,进行模拟震源环境的实验研究,发展大尺度的标本和原岩现场实验的基础上,如何建立室内室外岩石实验与地震观测事实之间的联系是问题的关键.     

岩石临破裂前波速变化特征的实验研究

为了提高波速的测量精度以便能观测到岩石临破裂前波速的微小变化,采用了波形的数值化,波的叠加,波的互相关和DTE(Subsample delay time estimate)方法和cosine插值,使时间分辨率提高到0.001 μs,波速分辨率达到1 m/s.在较小的应力增量(0.17 MPa)下测量了波的延迟时间,进而得到速度随应力的变化规律.实验结果显示在0.98破裂强度时岩石波速最大,然后下降直到破裂,此期间的波速下降量约30m/s.同时对临破裂前波的主频能量进行了计算,其变化规律与波速相同,认为破裂前的有关变化与岩石膨胀有关.最后用涨落模型讨论了延迟时间的方差变化.