三轴实验测定的几种地壳岩石在高压下的剪切断裂参数

本文从地震失稳分析的角度,认为剪切裂纹(断层)扩展的滑动弱化模型可以由下列参数系统表征:断裂能G,弱化带大小ω,特征位移δ~*或平均特征位移(?),应力降τ_p—τ_f和应力下降函数h;采用三轴实验方法对一些地壳岩石在高围压/正应力条件下的断裂参数进行了测定并就岩石在高压下的剪切断裂参数的一般特征等问题进行了讨论。     

三轴实验中斜向摩擦面积、应力的修正法

采用圆形含斜向破裂面样品进行三轴摩擦实验时 ,由于摩擦面的实际接触面积随轴向位移而逐渐减小 ,使得记录到的应力 -应变曲线产生失真。给出了修正方法 ,以获得真正加载在样品两端和摩擦面上的应力值     

水对断层摩擦滑动稳定性的影响

在不同含水条件下研究了光面、含脆性物质夹层和含延性物质夹层 3类断层的摩擦滑动行为 ,认为水对断层滑动稳定性和摩擦滑动的速度依赖性有重要影响。建立了含有岩性、围压 (深度 )和含水量 3因素的断层活动稳定性的模式 ,认为脆性断层更多地表现为速度弱化 ,少量水的存在易于出现黏滑 ,高孔隙压时会表现为稳滑 ;半脆性或半延性的断层在少量水或较低孔隙压的情况下会表现出速度弱化 ,也就可能出现黏滑 ,但孔隙压较高后 ,会表现出速度强化 ,滑动也就会是稳定的 ;延性断层多为速度强化 ,不出现黏滑。提出水的进入降低了系统的稳定性 ,水的存在增加了系统的稳定性。这是考虑水或一般流体对岩体或断层活动稳定性影响时需要考虑的两个方面     

基于高温高压岩石破裂实验结果对中强地震前震中附近区域部分地震学现象的初步解释

依据高温高压岩石破裂实验结果并结合理论分析，对 附近区域不同深度温压条件下岩石变形破坏性质及破坏失稳的力学行为进行了研究，在一次应力加载循环中，发生破坏的部位随时间具有向深部下迁的趋势。考虑到深度温压条件下岩石的渐进式破坏行为及突发失稳，对主震前震中附近区域小地震活动的增强、平静、活化等现象，以及b值等时间序列参数变化的可能机理进行初步探讨，并简单讨论了两类平静和两类b值变化的可能原因。     

粘滑和稳滑实验条件下石英岩的某些显微形貌特征及其地震地质意义

本文利用石英岩在围压1—5千巴,轴向应变率4.4×10~(-5)/秒的条件下,产生粘滑和稳滑运动,应用扫描电镜(SEM)观察研究试样中破裂剪切滑动面的形貌特征。指出,粘滑运动具有快速剪切破裂滑动和撞击的形貌特征,稳滑运动则表现出缓慢揉裂和搓剪的形貌特征。这些特征与活断层产物中的某些形貌特征可对比。这对判别断层粘滑或稳滑活动形式,具有一定的实践意义     

实验室声发射三维定位及标本波速场各向异性研究

根据慢度离差法的基本原理,给出由遗传算法确定AE空间位置、发生时刻及慢度离差5个参量的具体方法。结合实验条件,通过数值试验对定位误差等问题进行探讨,并对真实AE定位的误差分布给出统计上的圈定。数值试验结果表明,算法具有较高的精度和较好的收敛性及稳健性;探头数量及布设方式对定位结果的优劣有影响, 4个以上探头有记录时,即可得到理想的结果;大的定位误差主要来源于台阵外部少数“ AE”的结果。到时测量的随机误差小于最小测量时间单位的50%时,平均有97%的“AE”定位误差分布在3 mm 范围内,小于物理不可分辨精度(探头直径)。     

环境刚度效应——影响震源应力降的重要因素

固体围压岩石三轴实验和理论分析表明,震源环境刚度(包括轴压系统和围压系统刚度)是影响应力降的重要因素。在三轴实验条件下,轴向应力降和围压系统刚度呈双曲线关系,前者随后者的增大而减小。实验应力降显著偏大的基本原因之一在于环境刚度效应。地壳内震源应力降△τ=2λ[(S_s—S_k)+(μ_s—μ_kσ_(n.0)],λ为震源的力学环境因数,主要取决于环境刚度和应力场方向。如果滑移过程中正压力大小和主应力方向无明显变化,则λ大致为0—0.9     

地壳不同深度温压条件下花岗岩变形破坏及声发射时序特征.

不同深度温压条件下的三轴压缩实验结果表明,花岗岩强度随深度持续增加直至30ｋｍ左右．在地壳浅表部位,岩石破坏表现为低压突发或准突发失稳,破坏前后有分布大体均匀的声发射（acoustic emission,以下简称AE）事件发生;向下进入以渐进式破坏为特征的深度范围时,破坏前基本没有或仅有很少的、随时间逐渐稀疏的AE分布,破坏后也仅有极少的AE被记录到;在更深的以高压准突发失稳为特征的深度范围,破坏前依然AE极少,但破坏后伴随不等周期粘滑应力降的产生而有较多的AE被记录到;在更高的温压条件下（约26ｋｍ）,破坏形式为高压突发失稳,破坏前即有逐渐密集、累积频次呈指数增加的AE活动;在35ｋｍ 深度附近,岩石强度急剧降低,样品表现为半延性、延性渐进式破坏,无AE记录．声发射b值随深度增加似有减小的趋势,并且b值在岩石破坏前略小于破坏后．声发射时间序列奇异性强度因子的数值分布范围在18ｋｍ 左右深度的温压条件下最宽,表明其标度类型最多,结构最为复杂、无序;在浅部及更深部位的温压条件下均变窄．因而,当温压条件模拟真实的地壳深度向下改变时,微破裂时间序列奇异性强度因子的分布范围可能会经历由窄变宽、再由宽变窄的变化过程．     

Spatio-temporal characteristics of acoustic emission during the deformation of rock samples with compressional and extensional en-echelon faults

Introduction By the experimental techniques of acoustic emission (AE) and surface strain observation, a lot of achievements on the study of deformation and fracture process of samples with en-echelon faults has been obtained (Bomblakis, 1973; LIU, et al, 1986; DU, et al, 1989; LI, et al, 1989; ZHANG, FANG, 1989; ZHANG, LI, 1989; MA, et al, 1995a, b; LI, et al, 2000). However, there still exist many problems. For example, most of discussion on the spatio-temporal evolution of microf…     

震源错动带端部的刚度效应

本文通过震源简化模型的分析表明,震源的环境刚度(包括轴向、侧向和错动带端部刚度)是影响发震的重要因素。除强度条件外,环境刚度条件是发震的另一必要条件。在考虑环境刚度效应的情况下,震源平均应力降的数量级有可能小于10~2甚至10~1 MPa,在较高围压下产生较低的应力降。文中还讨论了区分两类闭锁部的必要性,指出错动带上的闭锁部有的是潜在的“震核”,有的则作为“端部”,阻碍发震;液体渗入震源体的不同部位可能引起两种相反的作用,诱发或抑制强震的发生。同时还讨论了环境刚度的几何参数和烈度分布之间的关系。