岩石非线性破裂的衰减特征

在实验室内，模拟了在构造应力和引潮力的共同作用下岩石失稳破裂的过程，记录了整个过程中不同应力条件下通过岩石样品的纵波波形曲线．以此为基础，分别在时间域和频率域计算了Ｐ波波列能量随应力的变化；并根据Ｑ值的定义，导出了接收到的波列的能量与岩石衰减Ｑ的关系式，从而计算出不同应力条件下相应的Ｑ值及其变化．利用加卸载响应比的定义，得到以Ｑ为响应参数时岩石系统的加卸载响应比随应力的变化曲线，其结果和响应比理论的预测相当吻合．因此认为，Ｑ值的加卸载响应比可以表征岩石系统的稳定程度，并可以用于预测岩石的非线性失稳．     

加卸载响应比(LURR)理论的实验研究

利用大尺度岩石试件破坏声发射实验，对加卸载响应比(Load/Unload Response Ratio)理论进行了实验研究。实验采用的加载条件力求能够模拟地下岩石的复杂受力过程。在加载过程中，岩石试件内部出现的损伤用声发射技术进行了记录。实验数据经过分析之后所得的结论与加卸载响应比理论预测的结果相符合。把加卸载响应比值Y的变化情况与声发射事件定位的过程相对比，也可以进一步看出岩石材料内部的损伤发展过程与加卸载响应比Y值的变化具有一致性。而高Y值的异常情况出现，又是在材料发生最终破坏之前，所以，可以用加卸载响应比理论定量地分析岩石试件损伤演化情况，从而对岩石材料的破坏及地震做出预测。实验结果再一次验证了加卸载响应比理论。     

加卸载响应比理论的应用和发展

加卸载响应比理论的提出 ,为地震预测研究开辟了一条新的途径 ,它在地震预测中的初步应用显示了良好的前景。本文对加卸载响应比理论的应用作了进一步的研究。加卸载响应比理论是尹祥础研究员近年来通过对震源力学系统趋于失稳的过程及其失稳前兆进行分析后提出的。该理论的主要内容是 :震源力学系统在因外力作用而趋于失稳的过程中 ,加卸载响应比将自 1逐渐增大 ,直到无穷。具体说 ,当震源力学系统处于稳定状态时 ,加卸载响应比近似等于 1并越来越大 ;当系统逐渐趋于失稳点时 ,加卸载响应比大于 1;当系统失稳时 ,加卸载响应比趋于无穷。我…     

地表潮汐应变观测的响应比及特征

运用非线性系统加卸载响应比理论，研究了潮汐应变观测的响应比特征，解决了响应比理论应用中的两个基础问题：加、卸载荷的计算和潮汐前兆观测中加卸载响应比的计算模型选择潮汐应变观测中的一些潮汐和非潮汐的以及与孕震力学过程有关的信息为响应参量，在不同的加、卸载方式下对各种响应比的震兆变化及特征进行研究，研究结果表明，加卸载响应比只在非线性系统的输入与系统的失稳密切相关时，才显示出失稳的前兆特征，且主要表现为短临前兆。     

珲春7.0级深源地震前地下流体加卸载响应比群体异常的变化特征

用加卸载理论对珲春7．0级深震前加卸载响应比群体异常随时空的变化进行了研究，结果表明响应比群体异常项次具有配套性，在时间上具有突变性，在空间上具有迁移性，是中期异常阶段向短期异常阶段过渡中的标志，是非线性系统失稳的过程。     

负坡段加卸载响应比的物理意义及预测效能

根据实验结果，用应变能研究岩石在极值应力后主破裂前（负坡段）加卸载响应比可能出现奇异点或负值的变化特征，并且说明其普遍性．以应变（能）及Ｐ波走时为响应，分别得出加卸载响应比的倒数在岩石破裂孕育过程中的变化形态．结果表明:在逼近主破裂时，加卸载响应比的倒数急剧下降后出现极小值（甚至为负值）．此特征可以看作临近主破裂的标志．      

加卸载响应比理论若干问题的深入研究及其三维数值模拟

地震孕育过程的实质是震源区的损伤演化过程 ,这一演化过程是远离平衡态的不可逆过程。加卸载响应比理论从这一基本点出发 ,根据孕震区介质对加载和卸载的不同响应 ,提出了地震预测的新方法。本文对加卸载响应比方法理论和应用中的若干问题进行了较深入的研究 ,主要得到以下结论 :1 )从损伤力学的角度对加卸载响应比的力学机理进行理论阐述 ,通过加卸载响应比与损伤变量在宏观和细观上的密切联系 ,论证了加卸载响应比的物理实质是定量地刻划了非线性系统偏离稳态 (或逼近失稳 )的程度。而地震的孕育发生过程正是孕震系统的损伤演化直至失稳…     

包头6.4级地震前后地下水位固体潮加卸载响应比的变化

将加卸载响应比的理论和方法引入到地下水位潮汐资料计算中来,从岩石的应变与应力的非线性响应分析了井水位固体潮加卸载响应比的物理机理,从理论上论证可以应用地下水位观测资料来计算加卸载响应比,并研究出利用地下水位对固体潮响应来计算加卸载响应比的方法。经此方法计算了河北省万全、昌黎和河间３口水井多年的Ｂ井水位的固体潮加卸载响应比,分析了１９９６年包头６．４级地震前后地下水位固体潮加卸载响应比的变化特征。     

苍山5.2级地震前后井水位固体潮加卸载响应比的短临异常变化

将尹祥础固体潮加卸载响应比的理论和方法到地睛水位潮汐资料计算中,从岩石的应变与应力的非线性响应分析了井水位固体潮加卸载响应比的物理机理、从理论上论证了可以应用地下水位观测资料来计算加卸载响应比,并研究出利用地下水位对固体潮响应来计算加卸载响应比的方法。以此方法计算了山东省莒南井Ｌｕ－１４水位的固体潮加卸载响应比,分析了１９９５年苍山５．２级地震瓣后井水闰固体潮加卸载响应比的短临异常变化。     

福建4级地震前地下水位固体潮加卸载响应比研究

根据加卸载响应比理论,对福建省5个水位观测资料进行加卸载响应比计算,发现在多次福建4级地震前出现多井同步异常,在形态上表现为高值突跳,时间上表现为短期或短临异常,空间上与地震所处的构造部位有关.说明地震前近源区含水层系统确实处于临近失稳状态,水位固体潮加卸载响应比可能捕捉到4级以上地震前应力失稳的过程.     

井水位固体潮加卸载响应比的地震短临前兆

从岩石的应变与应力的非线性响应分析了井水位固体潮加卸载响应比的物理机理，分析了承压井含水层对固体潮体应变的响应，给出了计算井水位固体潮加卸载响应比的两种方法，并以距菏泽5.9级地震震中较近的豫01井为例，计算了该井水位对固体潮体应变的响应率和两种固体潮加卸载响应比．震前响应率和响应比都有增大的变化．      

用潮汐体应变加卸载响应比研究岩石弹性性质的变化

本文在岩石试验的基础上，分析了加载和卸载响应在线性段和非线性段之间的差异，将引潮力作为加卸载的力源，定义了潮汐加卸载响应比，并着重研究了潮汐体应变加卸载响应比的计算方法，推导了计算潮汐加卸载响应比的实用计算公式，最后用体应变观测资料作了实例计算，计算结果表明，约７０％的地震前均发现有潮汐响应比的变化，说明地震前岩石的弹性性质是有变化的。     

加卸载响应比的自然概率分布

从Ｇｕｔｅｎｂｅｒｇ－Ｒｉｃｈｔｅｒ的分布关系出发，以应用最多的以√Ｅ为响应量的Ｙ３为例，对模拟生成的满足Ｇ－Ｒ关系和均匀随机分布的事件探讨了加卸载响应比的自然概率分布，同时，还与首都圈地区的一组实际资料得到的自然概率进行了对比分析，结果表明，在样本量有保证的情况下，反映系统临近失稳程度的加卸载响应比Ｙ３的自然概率分布基本稳定，随机出现加卸载响应比高值的自然概率很低，因此，实际观测到的高响应经值确     

加卸载响应比(Load/Unload ResponseRatio)、能量加速释放(AE/MR)的临界区尺度及地震预测

加卸载响应比理论的主要思路是：系统在稳定状态时加载响应与卸载响应的比值与非稳定状态时加载响应与卸载响应的比值是完全不同的。大震前加卸载响应比升高和能量加速释放这两种现象可以用来对地震进行中期预报。同时，加卸载响应比理论和能量加速释放可能有相同的物理机制。为了验证这种地震预报方法的可行性，我们研究了几例发生在澳大利亚与中国，M5．0～7．9之间的地震，其中包括破坏严重的澳大利亚纽卡斯尔地震和中国的唐山地震。我们利用以震源中心一定范围内的数据计算了震前的加卸载响应比和能量加速释放的幂律拟合。能量幂律加速释放存在一组最佳的拟合，一定范围内加卸载响应比达最大值表明加卸载响应比也有一个临界区尺度。进一步讲，加卸载响应比与能量加速释放的临界区尺度是相似的。这些结果表明加卸载响应比与能量加速释放有相同的物理机制。进一步的研究可能会对这种物理机制提供更好的解释，同时也能对地震的中期预报提供理论基础。     

1998年张北6.2级地震前地下水位固体潮加卸载响应比的变化

应用加卸载响应比的理论和方法,根据从岩石的应变与应力的非线性响应,分析了井水位固体潮加卸载响应比的机理,并研究出利用地下水位对固体潮响应来计算加卸载响应比的方法。凤此方法计算了我国大华北地区部分井水位的固体潮加卸载响应比,分析了张北１９９８年６。２级地震前地下水位固体潮加卸载响应比的变化,结果显示大多数井水位固体潮加卸载响应比在张北地震前３到９月出现异常增大。     

1989年大同6.1级地震前后地下水位固体潮加卸载响应比的变化

将加卸载响应比的理论和方法引入地下水位潮汐资料计算中,根据岩石的应变与应力的非线性响应分析了井水位固体潮加卸载响应比的物理机理,从理论上论证了用地下水位观测资料计算加卸载响应比的可行性并研究出利用地下水位对固体潮的响应来计算加卸载响应比的方法.以此方法计算了我国大华北地区近20 a 来地下水位的固体潮加卸载响应比,分析了1989 年大同6 .1 级地震前后地下水位固体潮加卸载响应比的变化.多数井的水位固体潮加卸载响应比在地震前6 ～12 个月出现升高异常变化.     

唐山两次中级地震前后地下水位固体潮加卸载响应比的变化

本文将加卸载响应比的理论和方法引入到地下水位潮汐资料计算中来,从岩石的应变与应力的非线性响应分析了井水位固体潮加卸载响应比的物理。     

河南及邻区中等地震前非线性系统失稳状态的研究

多次震例表明，地震前兆随区域而异，而且某一区域内的每次地震所表现出的前兆也不尽相同。这表明地震孕育可能是个非线性过程，地震活动的起伏增长和地震丛集等可能是非线性系统即将发生失稳时出现的独特的前兆图像，本文着重研究了河南及邻区三次中等地震前非线性系统失稳的主要前兆之一－加卸载响应比的变化。经分析研究表明：新乡、菏泽、禹县－登封交界处发生的Ｍｓ４．５、５．９、４．２级地震前１－１２个月，加卸载响应比均     

加卸载响应比（LURR）、矩／能量加速释放（AM／ER）、态矢量：岩石试件破坏前兆的实验研究

为了验证大地震发生前或者非均匀脆性介质宏观破坏前加卸载响应比和能量加速释放等前兆现象，本文进行了三轴应力(压缩)条件下大尺度岩石破坏声发射实验。实验采用4组岩石试件，并且分为单调加载和循环加载两种方式。实验结果证明了脆性材料宏观破坏前加卸载响应比升高和能量加速释放这两种前兆现象。本文提出了一种描述岩石试件损伤演化的新的物理量——态矢量。     

中国大陆地区中强地震前加卸载响应比异常时间尺度的统计研究

加卸载响应比理论是近年来提出的地震预测方法。本文进行了加卸载响应比异常时间尺度的统计研究，其中包括中国大陆地区5．0～8．1级的部分中强地震共30个震例，并得出加卸载响应比异常的时间尺度与未来地震震级之间的拟合函数。结果表明，地震前加卸载响应比异常的时间尺度与未来地震的震级具有正变关系，即震级越高，地震前加卸载响应比异常的时间尺度越长。根据加卸载响应比异常的时间尺度与震级之间的关系可以估计未来地震的发震时间，同时，可以确定加卸载响应比时空扫描过程中时问长度的大小。