震源区内变形过程的物理和地球动力学会议在民主德国召开简况

震源区内变形过程的物理和地球动力学会议,在“社会主义国家科学学会”行星地球物理委员会的赞助下,于1985年11月4日至9日在民主德国波茨坦召开。会议主席是民主德国科学院科学委员会主席及成员斯特勒(H.Steller),副主席是波茨坦中心地球物理所所长赫廷(E.Hurting)。我国参加这次会议的有许忠淮和笔者。这次会议是先后于1977年、1979年和1981年在波茨坦召开的一系列地学科研讨论会的继续。它致力于震源孕育过程和有关的高压物理学的研究。主要议题是:①讨论地震的地球动     

不同应力途径下辉长岩的微破裂特征

本文对济南辉长岩经历不同应力途径后岩石晶粒内的微破裂特征的观测进行了研究.实验中岩石样品首先承受较高的围压(使应力差达到岩石强度的80%),然后分别按 A,B,C 三种途径进行实验.三种途径已在另一文中作了叙述(见地震学报第2卷第3期237页).实验结束后,将岩石样品切开,制成标准薄片及光片.通过显微镜的观测发现,三种应力途径所引起的微破裂性质明显不同.在 B 型实验中,长石晶粒内的微裂纹表现得短小,其长度多数不超过长石晶粒短轴的长度.整个岩石样品内微裂纹的分布密集于较小的范围内.在 C型实验中,倾斜裂纹数量增多,长石晶粒中的裂纹比 A 和 B 实验更长和更多,出现一种星状的微裂纹.观测到的辉长岩的微观现象可能说明与岩石标本过密、超膨胀现象有关.      

应力途径对岩石脆性-延性变化的影响

用两种加载方式对岩石的破裂进行了实验研究。一种方式是在一定的围压下增加轴压使岩石破裂（A型）;另一种方式是在一定围压下增加轴压直到破裂前某一应力状态,然后停止加轴压转而减小围压使岩石破裂（B型）。所用的岩石样品为济南辉长岩和山东掖县白大理岩。着重研究应力途径对岩石脆性-延性变化的影响。辉长岩在1.5千巴以下两种应力途径下的破裂都表现为脆性,但是对于同样的应力状态,B型实验比A型实验显得更脆。随着围压增加到200-250巴之间,大理岩由脆性转变为延性。围压250巴以上,大理岩的A型实验发生延性破裂。样品承受载荷的能力是逐渐丧失的。破裂过程中声发射率极低,听不到破裂声响。最后在样品中形成了剪切断面,但破裂很慢。然而,在大理岩的B型实验中,围压在250巴以上发生了脆性破裂,其表现为轴向应力突然下降,伴随着脆性破裂的声响并有声发射率剧增的前兆。看来,B型应力途径对岩石起了一个脆化的作用。     

应力途径和破裂前兆

本文研究了在不同的应力途径下岩石破坏的条件和破裂的前兆.选定了三种应力途径进行研究:在一定应力状态下增加最大主应力σ₁, 保持σ₂, σ₃不变, 使岩石破坏（A 型）;减小最小主应力使岩石破坏（B 型）;增加最小主应力岩石不破坏（C 型）.通过实验得到了济南辉长岩和昌平花岗岩 A 型途径和 B 型途径破裂强度的比较.对三种途径岩石的体应变、声发射和波速V_p, 进行了对比研究.A 型途径的破裂前兆表现与许多作者的结果相符合.B 型途径岩石断裂前处于"过密"状态, 与此相联系的声发射增加和波速V_p下降出现得很晚.C 型途径岩石处于超膨胀状态, 出现了声发射增加和波速V_p下降而岩石并未破坏的现象.      

不完整岩石样品的断裂与摩擦滑动

在单轴压力下对具有锯口面的岩石样品的破裂和摩擦滑动进行了实验室试验。当锯口面与轴应力方向垂直时（拼合样品）,研究了岩石的强度,破裂形态和前兆。对于锯口面与加载轴成65°和75°的样品,发现在宏观断裂发生之前有粘滑现象发生。粘滞时的应力降和轴向位移的变化比断裂时要小得多。实验发现,在锯口样品中的断裂往往从锯口一侧发生,穿过间断面而向另一侧发展。本文还简要地讨论了这些结果的意义。     

沂沭断裂带的地震危险性

我们采了19个沂沭断裂带断层泥样品,测定了断层泥样品三个方向(x,y,z)上的纵波速度(Vpx,Vpy,Vpz)。其中x为断层走向,y垂直于断层面,z为铅直向。根据测量结果表明,该区的大震危险性趋于减小。     

两类三轴实验花岗岩的微破裂对比研究

用显微镜对三轴实验后,稻田花岗岩样品内部的微破裂进行了观测.对比了两类三轴实验的微破裂,一种是常规三轴实验(1>2=3),另一种是真三轴实验(1>2>3).观测表明,茂木清夫在真三轴实验中发现的脆性岩石体积膨胀的各向异性效应是由微破裂的各向异性引起的,从而阐明了这一效应的微观机制,并对中等主应力引起的膨胀和微破裂的各向异性效应在地震研究中的意义进行了初步探讨.      

用超小型压力机研究裂纹的稳态与非稳态扩展

本文利用显微镜观察记录了玻璃中预制小裂纹稳态与非稳态扩展的全过程。当对玻璃加载到初始压力P和压缩量u时,停止加载,并观察稳态扩展过程,测量破裂扩展的速度。根据测量结果,发现在预制裂纹稳态扩展时,扩展速度随着时间在增长,而初始压力P和压缩量u却保持不变。但是一旦非稳态扩展出现,初始压力P和压缩量u便突然下降。实验中的应力降和地震中的应力降在数量级上是相同的。最后我们讨论了稳态扩展过程中P和u不变的原因。我们认为:Griffith的破裂准则应用到破裂过程时不是十分完善的,需要作适当的修正。     

沂沭断裂带断层泥力学性质的研究

断层泥是组成断层的地质材料中力学性质最薄弱的一环。了解断层泥的力学性质对研究断层的动力学问题十分重要。本文介绍了华北的一条重要断裂-沂沭断裂的断层泥力学性质的实验研究结果。对断层的五个分支的16种样品进行了测定,得到了以下的力学量的平均值:体积模量为6.09×10~4巴;杨氏模量为2.10×10~3巴;粘滞系数为2.68×10~(11)泊;抗压强度为35.7巴,抗剪强度为6.12巴;弹性波速为1.80公里/秒。     

岩石破坏状况的实验研究

在单轴压缩下,轴向应变速率由10-2/s-10-8/s,以及在恒定压力下辉长岩破坏样品的微观观察发现:辉长岩的破坏状况有较大的变化.显示出作用于岩石上的外力,由初始上升到岩石完全破坏的时间间隔△t的长短,它会影响着岩石内部的破坏状况.并预示出:对这一现象的深入研究,必将会增进我们对震源孕育过程的认识.