矿山地震监测技术的进展及最新成果

回顾了矿山地震监测的简史,介绍了近期矿震监测技术改造情况．抚顺小孔径矿山地震台网的监测取得了比较完整的观测资料．矿震定位结果表明了矿震与开采进程的相关性．用岩石断裂力学和损伤理论的研究成果对于两类不同矿震的成因给出了最新解释．观测资料证实了矿震与瓦斯溢出的相关性．这些结果表明．在一定条件下．矿震可能成为瓦斯溢出的预警信号．由此证明,实现矿震与瓦斯浓度的联合监测是重要的,也是可行的．矿山地质灾害的综合地球物理监测对于地震成因的研究具有重要的中尺度实验意义,同时对于煤矿安全生产也将带来重要效益．     

汶川Ms8．0地震的短临地电波动（潮汐力谐振和共振波-HRT波）前兆

简要介绍了强震短临前兆的HRT波模型,和用HRT波模型分析强震前地电观测资料预测未来强震的时间、地点、震级三要素方法。用HRT波模型分析了2008年汶川MS8.0地震前四川红格地电台的记录资料,提取出了汶川MS8.0地震前短临前兆信息。     

汶川8．0级地震HRT波地震短临波动前兆及HRT波地震短临预测方法——关于实现强震短临预测可能性的讨论

2004年初开始在川滇地区布设的4个地电台,使用所研制的抗干扰性能极强的PS-100地电测量系统和技术,捕捉地震短临前兆．至2008汶川8．0级地震前,唯一仍在工作的红格台记录到了汶川地震的HRT波短临前兆．根据潮汐力谐振共振波（简称为HRT波）短临地震预测模型,在汶川8．0级地震前5月11日夜至12日凌晨5时分析得到了大震即将来临的结果．所记前兆同以前各台对其他强震所记的HRT波震例的规律有很强的一致性．所测物理量（地电阻率与地电流）仅在强震前才出现潮汐力的周期,而其振幅在震前数月至几天明显增大．通过研究所记的实例表明,它们通常与几天后所发生的地震有因果关系,这种波的到时与台站的震中距成正比;由这种波动所测的断层固有周期％与断层长度（震级）有关,对6-9级地震,死的范围为1-6h．有证据表明,它们是来自即将发生地震的震源区．这种波动周期较长,在地壳中,可传播数百乃至数千公里．对发生在地壳中的浅源大震,地壳固体在其孔、裂隙中通常含有易于流动的（导电的）流体（溶液）,这种流体在地震孕育过程中因受力（孔隙压力）先于断层位移（地震）产生的（微小）扰动（波动）,对所观测的HRT波提供了一种可能的解释．从2004年在川滇地区增设4个PS-100HRT波台站,试图捕捉强震短临前兆,到2008年发生汶川8．0级地震（距离新增的MN台△=288km;距离记录到HRT波短临异常的HG台△=465km;距离青川640km）前,HG台捕捉到汶川8．0级地震的HRT短临前兆的全过程,表明地震是有前兆的,地震是可以预测、预报的,在可预见的将来实现地震的短临预报是可行的．     

地震的应变张量观测与应用前景

地震发生时的动态应变场,在研究地震触发、地震破裂、地面破坏、水文和岩浆变化等方面都具有重要应用意义.地震的应变张量观测和现有的惯性地震仪观测的物理量不同.前者可以直接记录到地震发生时震源辐射的应变（应力）波,而后者记录到的是位移、速度或加速度.地震频率的应变测量在地震学中的应用前景主要表现在：①测量震源机制解理论预言的辐射4象限分布;②测量库仑应力变化;③换算成动态应力以评估地震烈度;④测量地震波的能量密度;⑤测量地震断层形变加速和形变局部化过程.用惯性地震仪的记录虽然在理论上也可以解算出动态应变值,然而种种原因导致计算结果的误差很大,往往不可接受.应变张量地震仪若能与现有的惯性地震仪配套起来,形成大规模台阵,则有可能推动应变地震学的诞生,在地震观测和地震学科领域引起重大革新.

     

三维脆性破裂的拉应力判据

用线弹性断裂力学对连续介质中三维裂纹(KⅢ≠0)破裂的拉应力断裂准则提出了补充性假说和相应的计算方法（第一主微分面定点法）。对于给定应力强度因子Ki（i=Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ）的裂纹问题,从理论上给出了初始破裂面完整形式的解析表示或数值计算结果。推导结果是,三维拉张破裂的初始破裂面是以破裂点为顶点的广角锥面,跨在原始裂纹面的前缘,它的外缘为螺旋线,锥面的每一条母线都与过该线的第一主微分面重合。大量的这样的初始破裂面叠错密接,互不相交。推算的结果与已有的三锥破裂实验结果基本符合。把补充后的拉应力判据和最大拉应力理论相比较,发现在应力分量只保留奇异项的情况下,这两种判据是等价的;但如果对应力分量作零阶项修正,则两种判据只在三维(KⅢ≠0)问题中等价,在二维(KⅢ=0)问题中不完全等价。     

Static solution of a crack degenerated from dynamic solution of a propagating crack

ＳｔａｔｉｃｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆａｃｒａｃｋｄｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｆｒｏｍｄｙｎａｍｉｃｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆａｐｒｏｐａｇａｔｉｎｇｃｒａｃｋＳｈｉ－ＹｕＬＩ（李世愚）ａｎｄＹｕｎ－ＴａｉＣＨＥＮ（陈运泰）（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ...     

地震学在减轻矿山地质灾害中的应用进展

综述了煤矿安全对于地球物理应用的需求,以及近年来地震学在煤矿减轻地质灾害的应用进展,特别是微震监测分析在若干典型煤矿应用得到的初步成果。这些成果不但对于煤矿安全具有重要意义,而且对于认识构造地震成因和验证预测方法,也具有中尺度试验意义。     

三维破裂及其在地震和断层研究中的应用（综述）

文中提出若干断层破裂和震源过程的重要问题,包括断层分布的形态、震源多重事件的非共面性、震源迁移和动力来源等,这些问题用目前二维力学模型无法回答,只有用三维模型才有可能。综述了三维岩石断裂力学的实验和Ｇｒｉｆｉｔｈ－Ｉｒｗｉｎ理论研究的进展情况,指出三维破裂研究既包括三维裂纹的破裂,也包括无初始裂纹的Ｈｅｒｔｚ接触引起的破裂。总结了岩石三维破裂的特征,并简述了三维破裂在震源过程和断层形成问题研究中的一些证据和研究前景,认为一些地震前兆机理问题有可能在三维模型中得到解答。同时也讨论了三维震源与断层模型简化为常用的二维模型的条件。     

震源物理实验室“八五”技术改造

由国家地震局地球物理研究所承担的“ＭＴＳ－１００Ｔ伺服试验机改造”课题,对震源物理实验室进行了实验系统改造。该文简要介绍了该课题所完成的主要工作及其应用情况,包括：ＭＴＳ－１００Ｔ伺服试验机控制系统、１６通道高速数据采集系统、激光散斑图干涉仪。     

闭合裂纹面相互作用的实验研究

为了研究地震过程中断层面的相互作用,设计了四类裂纹面状况不同的断裂力学实验。实验结果表明,裂纹面的状况对于含裂纹材料的σ_c(2^1/2)值有强烈的影响,并利用断裂力学的原理对结果进行了分析。 实验中解决了如下技术关键: 1.可用三点弯曲、局部受拉、单面启裂、双面贯穿的方法,在脆性材料板状试件（玻璃板、岩石板）以及有机玻璃板中预制中心穿透裂纹。 2.在裂纹端部预计裂纹扩展的区域内粘贴电阻应变片,用以判断并测量裂纹初始扩展及其相应的破坏应力σ_c的方法。