关于弹性应力波的三种传播模式

分析了小变形情况下变形体的平动变形和转动变形,利用连续介质的动量和动量矩守恒方程,应用各向同性线弹性体的本构关系和偶应力本构关系,提出无限弹性介质中存在体积波(压力波)、旋转波(偶应力波)和偏斜波(偏斜应力波).旋转波和偏斜波均满足形式一致的四阶波动方程,但引起不同的运动学行为和应力状态,四阶旋转波和偏斜波的传播速度不再是依赖材料参数的常值.不计旋转变形时,各向同性弹性固体中只有体积波和二阶偏斜波的传播,这时传播速度均为常数.在3种波动模式中,体积波与传统弹性应力波理论完全一致,四阶偏斜波可退化为二阶偏斜波,但后者不同于传统应力波理论中以位移作为波函数的二阶剪切波.从变形运动学与内力的关系以及能量传播的角度分析了传统应力波理论中关于二阶旋转波和二阶剪切波存在的问题.     

记录由弹性波产生的位移和应力

众所周知,固体的加载能够导致其结构的动力学移位,并能伴随弹性波的辐射。这种现象通常称为声发射。声发射的参数中含有关于弹性波源的信息。目前,声发射广泛地应用于物质断裂过程的研究和对各种物体状态的检查。在许多著作中论述了声发射参数与所产生裂缝尺寸的关系。在记录声发射时,作为弹性波接收器的有效元件,主要是采用高灵敏度的压电陶瓷。但是,当弹性波转变为电讯号时,由于压电陶瓷的     

有效应力对岩石弹性波速的影响

在围压和孔隙压力作用下,对饱和癸烷砂岩弹性波速随有效应力的变化进行了测试,分析了有效应力对岩石波速影响的基本规律,确定了描述波速随有效应力变化数学模型的基本形式,利用Han和Freund的测试数据,进行了有效应力对波速影响的多元非线性回归分析,得出了干燥和饱和水砂岩的波速模型.对波速随有效应力增大的机理、回归参数的物理意义以及岩石波速应力敏感性的影响因素进行了分析,并讨论了回归模型在孔隙度、孔隙压力、地应力和微裂隙反演中的应用.     

关于应力触发和应力影概念在地震预报中应用的一些思考

应力触发和应力影概念及其在地震预报中的应用,是学术界关注的热点,尚有一系列需要研究的问题。例如初始应力场的确定,合理流变模型的选取和计算,孔隙压力的变化和影响,断层强度随时间的变化等。特别在估计应力场变化时,人们现今只注意到大地震对应力场造成的变化。一些新的观测事实表明,大量的小地震效应,慢地震的效应和无震滑动的效应,也不容忽视。定量考虑它们的效应,是今后应力触发和应力影研究中应该注意的课题。     

受压剪应力作用闭合裂纹的光弹性研究

文中给出了受压剪应力作用闭合裂纹端部应力场的断裂力学解.提出了一种预制闭合裂纹的新方法.对闭合裂纹做了新的光弹性研究.分析了应力强度因子(SIF)及闭合裂纹表面摩擦力的变化.探讨了压剪闭合共线双裂纹之间奇异应力场的相互作用.用有限元法对压剪闭合裂纹SIF所做的计算说明,本文实验结果合理.最后,讨论了本文结果在震源研究中的某些应用.      

岩石应力对钻孔附近的弹性波波速的影响

目前,地球物理学界普遍采用岩石的细观力学模型来解释岩石的声弹现象(即岩石应力状态的改变会造成岩石的弹性波波速的改变),认为岩石内部的微裂隙分布和取向在加载应力的作用下会发生改变,使岩体的宏观物理性质发生变化,从而影响到岩石的弹性波波速.     

美国中东部和加拿大东南部的板内地震、区域应力和断层力学

应用75个高质量的单个地震震源断层面机制和10种形式应力反演,研究了美国中东部和加拿大东南部区域应力方向的一致性、该区域相对应力幅值的变化及使用摩擦断裂理论研究优选方向节平面上滑动的协调。为了映射研究区域的断裂类型和相对应力大小,我们利用高质量的震源断层面机制来计算AΦ参数(根据Angelier,1979;Simpson,1997),范围从0(均匀的水平延伸有S_(Hmax》S_VS_(hmin)到1.5(走滑断层有S_(Hmax)S_VS_(hmin))到3(均匀水平压缩有S_(Hmax)=S_VS_(hmin))。我们发现从美国中南部(走滑震源机制占主导)朝向美国东北部和加拿大东南部(逆冲震源机制占主导)的水平应力相对于垂直应力变得越来越压缩。以类似于M.L.Zoback(1992a)研究采用的较小数据集的方式,我们利用莫尔—库仑准则来计算断层面理论上的最佳取向(对应于不同的摩擦系数μ)和震源机制节平面之间的方向差异,假设脆性地壳内的孔压是静水压力。对于我们研究中使用的75个震源断层面机制,优选的(更好拟合)节平面偏离理论上的最优节平面μ=0.6在走向和倾角上平均只有7°。由于这种细微的差别可能代表应力场的小变化(或震源断层面机制中的不确定性),我们认为该研究区域内几乎所有地震以与局部应力场中已有断层上的剪切破裂相兼容的方式滑动。     

地震应力降和视应力的可变性

将经验格林函数基于尾波的分析应用于发生在日本震级范围为1．8至6．9的4个地震序列来测量辐射能、拐角频率和应力降。我们发现这些序列的视应力或应力降对地震矩没有系统的依赖性,而且发现二者均呈对数正态分布。然而,我们也鉴别出了几个高能的和衰弱的异常地震事件,表现出与其他序列事件截然不同的频谱特征。这些地震事件显示出,视应力和应力降的许多变化在统计上是显著的,而这一点对地震危险性分析可能具有十分重要的意义。     

唐山大震前后震区构造应力场的光弹性模拟实验

本文根据唐山震区的地质构造模拟制作光弹模型,以N60°E方向加压进行唐山震前应力场的光弹性模拟实验。用打孔的方法模拟强震的应力释放。实验结果表明:1.在N60°E方向压缩时,唐山—丰南一带、滦县、野鸡坨和卢龙等地区是最大剪应力集中区,与唐山7.8级、滦县7.1级地震及强余震的震中分布基本吻合。说明唐山大震及余震的发生是近东西向压应力场作用的结果。2.当唐山7.8级地震应力释放后,震前具有高应力背景值的其它地区,应力进一步加强。说明唐山地震的发生导致了应力场的重新调整,增强了强余震发震的动力条件。3.实验结果证明,在断裂带两侧、端部或几条断裂的复合部位,其主应力方向与区域应力场的总体方向比较,大致有10°～25°的偏转。强震的应力释放导致震中区附近的主应力方向与震前相比也发生约10°～20°的偏差。     

东昆仑活动断裂带大地震之间的弹性应力触发研究

1937年以来沿青藏高原北部东昆仑断裂带发生了5个Ms≥7的地震：1937年Ms7．5花石峡地震，1963年Ms7．1都兰地震，1973年Ms7．3玛尼地震，1997年Mw7．5玛尼地震和2001年Mw7．8昆仑山口西地震。研究了大地震之间的应力转移和断层相互作用，计算了弹性半空间介质中地震断层措动在后续地震破裂面上产生的库仑破裂应力变化。结果表明，前面4个地震均造成后续地震的库仑破裂应力增加，有利于后续地震的发生。昆仑山口西地震之后应力变化场的计算表明东昆仑断裂中段的东大滩一西大难段的库仑破裂应力显增加，变化值达0．006～0．02MPa，预示看这一地区地震危险性的增加。     

基于黏弹性模型的苍山地震库仑应力变化研究

采用多层黏弹性模型,计算郯城地震和苍山地震引起的同震及震后黏弹松弛库仑应力变化,讨论这两个地震之间的触发关系、苍山地震对余震分布及周围地区应力变化的影响。结果表明:(1)郯城地震对苍山地震的发生有一定的抑制作用;(2)苍山地震的大部分余震分布在库仑应力增加区域,库仑应力变化值为0.08~0.12bar,且余震主要分布在8~14km处的断层面上;(3)安丘—莒县断裂的东北部、苍尼断裂的中段、凫山断裂的东段以及韩庄断裂、峄城断裂位于库仑应力增加区,均存在较强的地震危险性。     

偶应力理论框架下的弹性波数值模拟与分析

在经典地震学理论框架下,先人发展了数不胜数的地震技术,为社会发展做出了巨大贡献;可是,当前的技术仍有难以逾越的障碍,亟需破局.高铁地震学联合研究组,在河北定兴采集到大量数据;其中可见含有大量的旋转运动分量.由于基于经典连续介质力学推导弹性波动方程时,从理论出发点上就去除了旋转项,且在其理论框架内,介质被视为一个连续的质...     

东昆仑活动断裂带大地震之间的黏弹性应力触发研究

对青藏高原北部东昆仑破裂带大地震之间的应力转移和断层相互作用进行研究. 考虑1937年以来沿此破裂带发生的5个M≥7的地震：1937年M7.5花石峡地震，1963年MS7.1都兰地震，1973年MS7.3玛尼地震，1997年MW7.5玛尼地震和2001年MW7.8可可西里地震，模拟了黏弹性成层介质中地震断层错动产生的应力演化过程，并计算了在后续地震破裂面上产生的库仑破裂应力变化. 结果表明，前面4个地震均造成2001年可可西里地震断层面上库仑破裂应力的增加，并且中地壳和下地壳的黏弹性松弛效应使得库仑破裂应力场随着时间的推移而逐渐加强. 在计算过程中定量估计了可可西里地震发生时前面4个地震同震形变和黏弹性松弛导致可可西里地震破裂面上库仑破裂应力变化之间的比值，发现前3个地震由黏弹性松弛造成的变化远远大于同震形变所造成的变化. 可可西里地震之后应力场的模拟表明东昆仑断层中段的东大滩－西大滩断层段（位于可可西里地震破裂以东及都兰地震以西）的库仑破裂应力显著增加，变化值达0.05～0.1 MPa，预示这一地区地震危险性的增加.     

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。     

外应力对有裂隙固体介质等效弹性各向异性的影响

本文提出一个物理模型,计算在应力作用下有裂隙固体介质的等效弹性模量通过外应力对于取向各异、分布不同的各种裂隙(其纵横比任意)裂开(或闭合)过程的影响,根据一个自符合方法计算出较低应力作用下等效弹性参数。这些计算结果既和实验数据(Nur和Simmons,1969;Rai和Hanson,1988),又和基于临界现象Landau—Ginzburg方法的另一唯象模型结果进行了卓有成效地比较.后者还包括了在大应力作用下裂隙的生长,并用非平衡态原理的序参数描述了介质的破坏,序参数的值是由热力势的极小值决定的.     

根据大地震前后应力轴偏转和应力降求取应力量值的研究

为求解震源处应力量值,运用大地震造成的应力方向偏转和地震应力降给出了求取震源处应力大小的方法.地震前后的应力方向可根据大量前震和余震震源机制统计给出;地震应力降可通过地震波或地壳形变资料的震源破裂反演研究得到.该研究对地震动力学具有一定的意义.      

压剪应力场中组合裂纹扩展的动态光弹性研究

本文用动态光弹性方法对震源物理中几种典型组合裂纹的动态扩展过程进行了研究。首次成功地记录了这些组合裂纹在单轴压缩情况下动态扩展过程中的等差线条纹图,并得到了裂纹的扩展路径。根据实验结果,本文确认在远场压剪应力场中扩展张裂纹尖端的K_(Ⅱd)=0,并求出了K_(Ⅰd),得出了在压剪应力场中该等裂纹属稳定扩展的结论。