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相似文献
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1.
岩石破裂时电磁辐射的机理研究   总被引:21,自引:6,他引:21  
本文提出了岩石破裂时的电磁辐射是裂纹尖端电荷随着裂纹加速扩展运动所产生的假说.应用断裂力学方法推导了岩石破裂时初始裂纹长度与裂纹扩展加速度的关系,并计算了其速度和加速度值.根据破裂岩石的电子发射理论,解释了裂纹尖端带电荷的现象.利用岩石在单轴压缩致裂过程中记录到的近场电磁辐射的实验结果,计算了裂纹扩展时裂纹尖端的电荷量和远场电磁辐射强度.通过对电磁辐射波谱分析的研究,得到岩石破裂时电磁辐射频率上限的估计值.最后对岩石破裂时出现的声光电磁现象在理论上作了统一的定性的解释.  相似文献   

2.
— In order to verify some precursors such as LURR (Load/Unload Response Ratio) and AER (Accelerating Energy Release) before large earthquakes or macro-fracture in heterogeneous brittle media, four acoustic emission experiments involving large rock specimens under tri-axial stress, have been conducted. The specimens were loaded in two ways: monotonous or cycling. The experimental results confirm that LURR and AER are precursors of macro-fracture in brittle media. A new measure called the state vector has been proposed to describe the damage evolution of loaded rock specimens.  相似文献   

3.
应力途径和破裂前兆   总被引:4,自引:1,他引:4       下载免费PDF全文
耿乃光  陈顒  姚孝新 《地震学报》1980,2(3):236-244
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Vp, 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Vp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Vp下降而岩石并未破坏的现象.   相似文献   

4.
震前地声与动物异常关系的研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
蒋锦昌  刘向群 《地震学报》1981,3(4):429-439
本文根据近十年来我国地声观测的某些结果, 分析了地声的时-空分布特点, 并估计了透入基岩面上和水面中的声压.同时与震前动物异常特点, 以及与人和某些动物的听觉和振动感受器的敏感阈值进行了比较.最后, 对唐山余震期间同时段内鱼和地声活动的观察结果, 进行了相关分析.其结果如下:1.地声和动物异常的时-空分布图式基本相似, 并可认为都是临震前兆.2.三级左右地震震中附近地区, 地声透入基岩面上和水面中的声压, 在150——250赫芝频段内, 分别为23——19分贝和90——86分贝.由此可见, 人耳是不可能感觉到的, 但是通常在地面上栖息的猫、狗、雉和穴居的鼠是可能觉察到的, 而骨鳔鱼类可能优先于这些陆生动物觉察到水中的地声信息.同时, 基岩面位移的垂直振幅约为10-7厘米.这虽比某些动物的振动感受器的阈振幅约低3个数量级.但可推测, 在强烈地震前的地面位移的垂直振幅可达到或超过微米量级.这就可能为这些动物的振动感受器觉察到.3.相距约20公里的鱼和地声活动观察点, 同期内的观察结果表明, 它们共同反映了同一地区内的唐山余震活动.同时, 鱼和地声活动的日频度序列之间具有一定的互相关性.   相似文献   

5.
Introduction Earthquake is a kind of severe natural disaster. In order to predict earthquake effectively, thegeoscientists at home and abroad have carried out a great deal of studies on seismicity. For exam-ple,Willis, (1924) and Tocher (1959) made some early investigations on seismicity before largeearthquake. Chinese geoscientists performed even more studies in this field (CHEN, et al, 1981;HUANG, FENG, 1981; LIU, 1982; LU, 1985; LU, et al, 2001; MA, et al, 1982; MEI, 1960; …  相似文献   

6.
煤岩变形破裂电磁辐射的实验研究   总被引:68,自引:3,他引:65       下载免费PDF全文
对受载煤体变形破裂产生电磁辐射进行了实验研究及规律分析,并对煤岩变形破裂电磁辐射的机理进行了探讨分析.研究结果表明,煤体变形破裂时能够产生电磁辐射,电磁辐射信号与声发射信号并非严格同步,电磁辐射信号较声发射信号丰富,电磁辐射与煤岩体的变形破裂过程密切相关.煤岩电磁辐射技术在揭示煤岩变形破裂机理,预测、预报地震,矿山煤岩灾害动力现象及岩石混凝土建筑稳定性方面有着非常广泛的应用前景.  相似文献   

7.
According to the critical point hypothesis (CPH), energy release would accelerate in power law before occurrence of large earthquakes or failure of brittle materials. In the paper, CPH was studied by acoustic emission experiments of large-scale rock samples. Three kinds of rock samples were used in the experiments. The tri-axial loading condition was applied under different loading histories. The released elastic energy (Acoustic emission) was recorded with acoustic emission technique as microcracks emerged and developed inside the rock samples. The experimental results gave a further verification on the CPH. The elastic energy release of rock samples would accelerate before the failure even under different experimental conditions. Primary studies were also made on medium-term earthquake prediction by using accelerating energy release (AER) in the paper. Foundation item: Project of Natural Sciences Foundation of China (10232050), Project of State Key Basic Research (2002CB412706) and Project of Computer Network Information Center, Chinese Academy of Sciences (2002CB412706).  相似文献   

8.
加卸载响应比(LURR)理论的实验研究   总被引:13,自引:1,他引:13  
利用大尺度岩石试件破坏声发射实验,对加卸载响应比(Load/Unload Response Ratio)理论进行了实验研究。实验采用的加载条件力求能够模拟地下岩石的复杂受力过程。在加载过程中,岩石试件内部出现的损伤用声发射技术进行了记录。实验数据经过分析之后所得的结论与加卸载响应比理论预测的结果相符合。把加卸载响应比值Y的变化情况与声发射事件定位的过程相对比,也可以进一步看出岩石材料内部的损伤发展过程与加卸载响应比Y值的变化具有一致性。而高Y值的异常情况出现,又是在材料发生最终破坏之前,所以,可以用加卸载响应比理论定量地分析岩石试件损伤演化情况,从而对岩石材料的破坏及地震做出预测。实验结果再一次验证了加卸载响应比理论。  相似文献   

9.
孙吉主  唐春安 《地震研究》1997,20(4):410-416
本以两承压岩体相互作用系统作为“弹性回跳”地震模型,用损伤力学的方法研究了系统失稳即地震前位移速率、声发射等前兆规律与岩石破裂过程的关系,用差分法在计算机上求得了地震发生过程中的变形与地声序列曲线,研究发现在某些情况下出现地声相对平静是由于两岩体介质中某一介质体破裂而另一个介质体弹性恢复所致。  相似文献   

10.
岩石破裂过程中电磁辐射的实验研究   总被引:24,自引:5,他引:24       下载免费PDF全文
在单轴压力下对灰岩、花岗岩、石英岩三种样品的破裂过程与电磁辐射进行了实验室试验。结果表明,含有石英晶体的岩石,在破裂过程中产生的电磁信息,其振幅具有脉冲形态;随着应力水平的增高,电磁脉冲的频度增加,与声发射具有同步发展的趋势;不同结构的介质,主破裂前又呈现出平静和高潮两种不同类型。此外,含有石英晶体的岩石其主破裂及解体过程中,伴随最强的电磁脉冲,出现明显的闪光现象。文中对实验结果作了初步的讨论。  相似文献   

11.
Implementing acoustic emission experiments with large rock samples, LURR (Load/Unload Response Ratio) theory was studied. The loading conditions in the experiments were designed to simulate the complicated loading process of underground rocks. The damages emerging inside the rock samples were recorded by the acoustic emission technique during the loading process. The experimental results were consistent with prediction by LURR theory. Integrating the changing processes of LURR value Y and the location process of acoustic emission events showed agreement between the variation of LURR value Y and the damage evolution inside the rocks. Furthermore, the high value of Y emerged before the complete breakdown of materials. Therefore, the damage evolution of rock specimen can be quantitatively analyzed with LURR theory, thus the failure of the rock materials and the earthquake occurrence may be predicted. The experimental results gave a further verification of LURR theory.  相似文献   

12.
A series of acoustic emission (AE) experiments of rock failure have been conducted under cyclic load in tri-axial stress tests. To simulate the hypocenter condition the specimens are loaded by the combined action of a constant stress, intended to simulate the tectonic loading, and a small sinusoidal disturbance stress, analogous to the Earth tide induced by the Sun and the Moon. Each acoustic emission signal can indicate the occurrence time, location and relative magnitude of the damage (micro-crack) in the specimen. The experimental results verified some precursors such as LURR (Load/Unload Response Ratio) and AER (Accelerating Energy Release) before macro-fracture of the samples. A new parameter, the correlation between the AE and the load, has been proposed to describe the loading history. On the eve of some strong earthquakes the correlation between the Benioff strain and the Coulomb failure stress (CFS) decreases, similar to the variation of LURR prior to strong earthquakes.  相似文献   

13.
不同应力途径三轴压缩下岩石的声发射   总被引:2,自引:2,他引:2       下载免费PDF全文
陈颙 《地震学报》1981,3(1):41-48
在不同加载方式的三轴实验中,观测了济南辉长岩和北京昌平花岗岩的声发射(围压达1.3千巴).当最大主应力增加使岩样破坏时(A型),平均声发射率逐渐增加,离破裂强度约几百巴时声发射急剧增多.而当岩石处于一定的高应力状态,通过减小围压使岩样破坏时(B型),声发射的急剧增加仅出现在离破裂差应力20-30巴的情况下,而且这种破裂过程声发射总数只有 A 型的1/3左右.在 B 型加载情况下,从应力场的球张量部分(流体静压力)来看,是一个卸载过程,而从偏张量部分来看,是一个加载过程.这种卸载过程的存在很可能是造成声发射不同特征的主要原因.   相似文献   

14.
本文利用两个频率通道同时接收花岗岩标本及石灰岩标本在不同单轴加压方式下的声发射信号,研究了从加压到破坏的整个形变过程中,不同频道接收到的声发射率的变化特征.发现在各种加压方式下,花岗岩和石灰岩在破坏前,由不同频率通道接收到的声发射率均急剧增长;而在破坏的瞬间,高频通道接收的声发射率增长快于较低频率通道的声发射率.这两点可用来预测岩石的破坏.声发射率随轴向应力的变化与加压方式有关.匀速加压,加压过程中保持一段时间恒压或降压均对应一定的声发射率状态.有可能通过追踪声发射情况,推测应力变化趋势.   相似文献   

15.
基于岩石变形声发射实验结果讨论了大震前地震活动平静现象的机制。在双轴压缩、等位移速率加载条件下 ,挤压型雁列断层、含宏观凹凸体断层、Ⅲ型剪切断层等非连续断层在临近滑动失稳前 ,声发射活动均出现了明显的相对平静现象 ,表现为声发射事件的发生率和应变能释放水平显著降低。与此阶段相对应 ,断层带 (特别是非连续部位上新形成的一小段断层 )发生了蠕滑和匀阻化作用 ,并使得标本的差应力开始下降。根据实验结果提出 ,大地震前断层的“蠕滑 -匀阻化”过程是造成地震活动平静现象的可能机制  相似文献   

16.
态矢量方法的实验研究   总被引:5,自引:1,他引:5  
在地震等灾变的发生之前,会出现一定的前兆现象。中通过实验方法对这些前兆现象之一的态矢量的异常变化进行了研究。实验使用声发射技术(Acoustic Emission),对三轴应力条件下岩石试件内部微裂纹的产生和扩展进行了记录。实验结果表明在岩石试件最终破坏之前,表征态矢量的相关参量都发生了异常明显的变化,这表明态矢量的异常变化可以被用作为岩石等脆性材料灾变的前兆,使用态矢量方法可以对脆性材料的破坏乃至地震作出预测。  相似文献   

17.
地震震级频度的古登堡-里克特关系式(简称G-R关系式)一直是许多地震学问题研究的重要前提之一, 然而实际分布常常与这一关系式有一定的偏离。 文中利用已有的对含有凹凸体、 挤压雁列破裂及Ⅲ型剪切破裂等三种类型的岩石实验结果, 对接收到的声发射事件序列分别进行了分段地震震级频度的G-R关系式拟合, 重点考察了每一时间窗内表征实际地震震级频度与这一关系式偏离程度的线性拟合系数r值的变化。 研究结果表明, 含有凹凸体、 挤压雁列破裂的岩石声发射序列在加压-破裂过程中, 分段扫描分别计算得出的r值在标本失稳前出现数字下降的现象, 表明临近岩石失稳, 实际地震震级频度与G-R关系式偏离程度有加大的趋势; 而含Ⅲ型剪切破裂的岩石在标本失稳前, 声发射序列r值数字下降的现象不明显。 部分实际震例也表明, 在一些中强地震前也存在着这种偏离。 研究结果可能对利用区域地震活动资料探求部分类型的中强地震前可能存在的前兆信息具有一定的参考意义。  相似文献   

18.
地震非均匀度物理意义的实验研究   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
资料表明某些强地震前中小地震的地震非均匀度(GL值)参数在强地震孕育进入中期或短期阶段出现明显异常变化, 显示出区域中小地震活动状态发生变化. 本文通过对含有障碍体的平直断层、 挤压型雁列式断层及Ⅲ型剪切裂纹等3种类型的岩石样本变形破坏过程声发射事件时间序列的分析, 讨论了GL值变化的物理意义. 计算结果表明, 这3种标本变形破坏过程中, 在应力应变处于非弹性阶段前夕或在岩石整体破裂失稳前破裂成核期间, GL值出现持续大于1的异常变化. 表明GL值能较好地刻画受压岩石破坏前的应变的非弹性变化, 具有一定的标本破裂指示意义.   相似文献   

19.
Time delays associated with processes leading to a failure or stress relaxation in materials and earthquakes are studied in terms of continuum damage mechanics. Damage mechanics is a quasi-empirical approach that describes inelastic irreversible phenomena in the deformation of solids. When a rock sample is loaded, there is generally a time delay before the rock fails. This period is characterized by the occurrence and coalescence of microcracks which radiate acoustic signals of broad amplitudes. These acoustic emission events have been shown to exhibit power-law scaling as they increase in intensity prior to a rupture. In case of seismogenic processes in the Earth's brittle crust, all earthquakes are followed by an aftershock sequence. A universal feature of aftershocks is that their rate decays in time according to the modified Omori's law, a power-law decay. In this paper a model of continuum damage mechanics in which damage (microcracking) starts to develop when the applied stress exceeds a prescribed yield stress (a material parameter) is introduced to explain both laboratory experiments and systematic temporal variations in seismicity.  相似文献   

20.
Theapplicationofmicrowaveremotesensingtechnologyinrock mechanicsNai-GuangGENG(耿乃光);Zheng-FangFAN(樊正芳);Quan-QuanJI(籍全权);Cheng-...  相似文献   

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