大理岩的波速各向异性测量

利用 GC- 1 0 0型工程多波参数分析仪 ,对山东莱州大理岩进行了波速各向异性的实验室观测。实验采用两组岩样 ,一组为带有先天的优势定向排列裂缝的岩样 ,另一组为带有优势层理走向的完整岩石。在未加载的状态下 ,发现两组岩样都有明显的波速方位各向异性。对于带有先天的优势定向排列裂缝的岩样 ,甚至可以在无加载状态下观测到剪切波的分裂现象     

以物理模型为指导开展中尺度地震预测试验场研究

震源物理的研究进展表明：地震预测工程不仅是高科技问题,更重要的是需要以正确的物理模型作为指导。地震预测试验场的研究可以从气象学、地球物理、地球化学、矿山地震和瓦斯突出的研究中获得许多启示。在今后的十年中,要注意流体,特别是超临界流体在地震成因中的作用。地震试验场应有明确物理思路,形成多种物理方法的实质性格局,改变自由进出、过于分散的情况。建议除在京津、川滇等建立构造地震预测研究试验场外,还可以利用矿山、火山作为中尺度地震试验场。     

地震前长周期事件的研究——历史与现状

自20世纪60年代以来,已经积累了许多地震前长周期事件的观测资料。这些长周期事件可以被很多不同的观测系统记录到,如跨断层形变、超低频电磁异常、次声波异常、井下低频导波、井水水位等。理论上对地震前长周期事件已给出了许多论证,例如,震前的断层蠕动、静地震与慢地震、断层的断裂预扩展和地震成核等。解决震前长周期事件的地面可测性,对突破“震前平静”带来的短临预测的困惑会起到举足轻重的作用。目前的主要问题是缺乏网络化的系统观测和对物理机制的研究。     

Mining seismicity, gas outburst and the significance of their relationship in the study of physics of earthquake source

This paper presents an overview of mining seismicity, gas outburst and their origin. The internal relation of mining seismicity and gas outburst in the dynamic process is studied on the basis of the fact that these disasters sometimes occur simultaneously. The examples show a close relationship between mining seismicity and gas outburst in high gassy coal mines. It is proposed that strong mine shocks plus the response of low value and delay time are early warning signals. The mechanism of the relationship between mining seismicity and gas outburst is analyzed by using the location of mining shocks, focus mechanism, cause of mining shocks and conditions of gas outburst. The trigger action of gas fluid on mining shocks, especially the effect of the anomalous property of supercritical fluid on the preparation and occurrence of mining shocks is discussed. According to the similarity between min-ing-induced earthquakes and tectonic earthquakes in terms of mechanism, the significance of the above results in the study of physics of earthquake source is also discussed.     

裂纹系微破裂集结和动态扩展的实验研究

研究了裂纹系的动态破裂,重点考察了裂纹系相互作用.选用大理石、玻璃为实验材料,将其加工成薄板状,并在板内预制各种不同形态的裂纹系,在单轴压下用可见光透视观察裂纹系动态相互作用的破裂过程.实验中发现,岩石的动态破裂过程和玻璃有很大差别,岩石的裂纹系动态相互作用后期是通过微破裂演化来实现的,而在玻璃中观察不到.裂纹系的不均匀应力场分布是破裂演化的初始原因.通过实验,给出大理石材料中各种不同形态裂纹系的动态破裂演化的全场过程图像,直观地揭示了含裂纹系岩石变形破坏的实质.实验显示了不同几何形态的裂纹系的破裂发育过程有明显区别.在微破裂集结时,周围的破裂部分闭合.因此,用二维模型描述的微破裂图像和实际有很大出入.为了消除这个差距,必须研究三维破裂.本文的实验结果表明,裂纹(断层)不能起到阻碍破裂扩展的作月;裂纹(断层)作为障碍体,和预存裂纹之间存在强烈的相互作用,使得样品的强度降低几乎一个量级.讨论了上述结论对于认识地震(包括矿震)断层行为的意义.     

地震孕育状态的地面物理测度--兼论研究方法问题

论述了地震孕育状态的地面物理测度问题，举出了两个地面物理测度的例子：地震活动性，微破裂导致的介质的各向异性；论述了实验在震源物理研究中的地位等问题。     

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(K_Ⅲ≠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K_i（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(K_Ⅲ≠0)问题中等价,在二维(K_Ⅲ=0)问题中不完全等价。     

非穿透裂纹平板试件三维破裂的实验研究

在研究地震孕育及震源破裂的问题时,用三维破裂来模拟地震破裂过程,比二维破裂与实际更加接近。我们设计了一组实验,采用几种不同的材料（玻璃、有机玻璃和大理石等）做成平板试件,在其中心预制非穿透裂纹,并在单轴压下进行了实验研究。 实验结果表明,非穿透裂纹与穿透裂纹的扩展情况有质的差别。非穿透裂纹的扩展并不沿原裂纹面延伸,而是沿裂纹前缘扩展出许多裂纹面,每一个破裂面都是复杂的扭曲、拐折的曲面。这可能意味着实际地震断层的扩展情况也是极为复杂的。     

从断裂力学观点探讨 b 值的物理实质

岩石试验声发射及天然地震的 b 值到底反映了什么样的物理实质,是一个长期以来引起争论的问题.本文运用断裂力学的观点和方法,研究岩石试验试件内微裂纹系中各裂纹的扩展顺序及声发射能量,由此确定整个声发射序列,并进而确定 b 值.如果假设裂纹长度的分布密度函数为 p()=B-.经过力学分析和数学推导,可得到关系式 b=3/2.由此看出:b 值的物理实质是,它反映了介质的断裂构造状态————包括介质中裂纹系的空间分布及其它影响材料中裂纹扩展的物理量(如断裂韧度、摩擦系数等)的空间分布.这一结论与大多数实验及观测结果相符.我们的研究结果与茂木清夫观点有共同之处.茂木清夫认为:介质的不均匀性是决定 b 值的重要因素.介质的不均匀性一词固然也包括了介质的断裂构造状态在内,但是本文之观点比茂木更进一步说明了问题的实质.      

矿山地震中流体的作用及其对构造地震成因的启示

在构造地震的成因研究中,流体的作用日益显现并受到越来越广泛的重视.最新的理论认为,根据矿山地震与构造地震的相似性,利用瓦斯和CO2等流体在矿震发生过程中的作用研究,有可能找出流体对矿震成因的作用证据,从而为大地震成因研究提供中尺度实验依据.