岩石破裂中的电子发射

利用G-M计数器和塑料闪烁体探测器在花岗岩单轴压缩破裂实验中首次记录到电子发射,电子能量分别为0.05McV和0.35MeV量级。根据这一结果提出了岩石破裂中出现可见光及其它电磁辐射的理论解释。     

岩石裂纹扩展速度的研究与地震过程初探

本文试图通过对肥东大理岩的预制裂纹三点加载下的扩展速度的测量，模拟已有断裂再次经受应力变化时，断裂的扩展情况。试验结果给出了大理岩稳态扩展速度为１．１×１０－５～２．８×１０－４ｍ／ｓ，失稳后的扩展速度为５×１０１～１．２×１０３ｍ／ｓ。同时还给出了失稳后扩展速度的分布，并用断裂力学止裂观点对此作了解释。对裂纹扩展与地震孕震过程的关系也作了初步探讨。     

花岗石中矿物相变的物性特征

本文通过对花岗岩弹性波速度、低频内耗和声发射随温度变化的实验研究，得出如下结论：波速和杨氏模量随温度的升高逐渐下降，到α－β相变点附近，波速和模量下降的梯度明显增大，并在此获得了标示石英相变的内耗峰。同时在相变点附近出现了声发射率的第二个高峰。     

岩石各向异性参数研究

本文从横观各向同性理论出发，对砂岩的弹性波速度、静动杨氏模量、静动泊松比进行了测试和研究，其结果与理论计算结果十分吻合。各种物性参数均遵循近似椭圆规律变化。     

神经网络模型在测井岩性识别中的应用

用山西赵庄1603孔测井资料作样本,应用反向传播(BP)神经网络进行处理,以达到自动识别岩性的目的;并对选择网络结构参数、学习样本等作了简要介绍,以此样本作为标准来预测潘庄0601孔测井相所对应的地质相特征,预测结果令人满意。      

多孔岩石波传播的热弛豫模型修正

经研究发现热弛豫模型的衰减比BISQ模型大得较多,与地球介质相比衰减量也过大;反演与实验结果相比在虚模量的低频(或低温)端和高频(或高温)端相差较大,仅在峰值附近符合较好.针对上述不足,将Arrhenius关系直接引进Biot模型,替换原模型引进的峰值点的频率对数和温度关系,并重新调整了模型参数.这样既改善了原模型衰减量过大,又克服了模型反演中虚模量峰值曲线两侧差异较大的缺点.进行了P波和S波的波传播分析,仍然在频率谱和温度谱上获得热弛豫峰和Biot峰.分析显示热弛豫峰导致波速随频率升高而上升的普遍规律,Biot峰导致波速随温度升高而上升的异常现象.在相同条件下对Biot模型,BISQ模型和热弛豫模型的P波波速和衰减进行了对比.热弛豫模型得到的速度频散更强,频散范围更宽,所得的衰减峰值频率比BISQ模型要低,衰减幅度比BISQ模型稍大.这些结果与实验结果相近,更符合实际.     

滞弹性衰减特征及其损伤的累积效应

在地铁、高速铁路等基础设施的快速发展下,长期滞弹性微损伤累积效应应引起人们的关注,尤其是对动载和高频效应的关注.本文在频率0.01～1000 Hz、温度-50～200℃内研究了弹性范围内的饱和砂岩、大理岩,在强迫共振、单轴循环加载下的温度和频率的滞弹性行为的弛豫衰减峰.结果显示,弹性模量和波速随温度的升高而下降,且下降梯度比一般岩石的力学实验结果要陡;随着频率提高,弹性模量和波速显著增大,频散效应会加强.该结果反映了在应力诱导下岩石内部微缺陷等微损伤之间的运动和相互作用的微观过程,该过程会导致微结构变化,进而引起微观的位移,产生微损伤;微损伤经历一段时间或很长时间的积累过程,就可能造成疲劳损伤断裂.岩石内部微观结构的非均匀性和矿物晶粒间界等缺陷是最薄弱的部位,在循环应力作用下再次形成新的微裂纹系统,从而加速损伤的积累,引起断裂.除此之外,岩石中多种渠道的残余应力会导致疲劳损伤;振动频率的提高,也会加速岩石的损伤;结合温度升高的综合效应会引起岩石内部微裂纹增长,导致岩石微结构变化并引起微损伤,虽然这是在屈服点以下引发的滞弹性微损伤,但最终它们都将使岩石的品质劣化.     

三维地电场数值计算中的LANCZOS迭代过程及其改进算法

针对三维地电场正演数值计算过程中形成的超大规模稀疏线性方程组,在分析此类线性方程组的一般解法基础上,着重阐述一种适宜求解此类方程组的Lanczos迭代过程与算法原理。同时,当地下介质的电性差异较大时,形成系数矩阵A的条件数就很大,可对算法进行适当改进。讨论采用不完全Cholesky分解方法进行预条件处理,经过条件数改善后,形成新的线性方程组系数矩阵,就会变为一个近似的单位矩阵。经改进后的Lanczos算法,将提高数值计算稳定性,从而加快迭代收敛速度,为提高反演质量提供基础。     

循环荷载下饱和岩石的滞后和衰减

通过对饱和砂岩和大理岩的循环荷载实验,分析了饱和岩石在循环荷载下的应力-应变滞后回线、瞬时杨氏模量、泊松比的“X”形变化曲线,以及杨氏模量随应变振幅的增加而减少等滞后现象,并分析了施加外力的应变振幅对衰减的影响,认为岩石在循环荷载作用下的衰减与应变振幅成正比,提出的衰减b值反映了岩石在循环荷载作用下衰减的程度. 岩石的衰减和滞后存在密切的关系,通过饱和岩石的宏观行为,探讨了饱和岩石在循环荷载下的滞后和衰减现象的微观机理,认为孔隙流体流动在岩石的滞后和衰减中起着重要作用,岩石内部的颗粒接触粘合和黏滑摩擦可能是孔隙岩石在循环荷载作用下产生滞后和衰减的原因.     

火山碎屑空降沉积的二维数值模拟

从大气中火山灰扩散的二维微分方程出发 ,采用Suzuki(1983)对火山空降碎屑灾害数值模拟的数学模型 ,研制出用于单个火山一次性喷发事件的碎屑物空降沉积分布的实用程序。介绍了编程的基本思想 ,讨论了编程过程中所遇到的实际问题 ,同时结合长白山火山物理研究工作给出的长白山火山动力学参数 ,对长白山火山喷发空降碎屑厚度分布进行了具体模拟应用 ,针对实际模拟结果对程序提出了改进意见 ,并对Suzuki火山碎屑空降沉积模型进行了讨论