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1.
围压下岩石破坏声发射测试系统及震级频度关系的实验研究 总被引：2，自引：2，他引：2
震级频度关系的Gutenburg-Richter公式近年来受到了挑战,一些学者在不同条件下都发现了b值的非线性表现。本文利用自己装配的实验系统对围压下岩石破裂声发射活动的震级频度关系和时间序列特征进行了研究。实验表明AE事件的震级频度关系在某个中强震级K′之前基本符合b值规律,其b值的大小与破裂方式有关。在摩擦滑动中AE序列具有低b值的特征。从K′起震级频度关系出现明显的非线性现象。根据非线性表现的不同,可将其分为第一型和第二型两类。在AE序列中,也存在着“特征震级”的现象 相似文献
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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
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1 研究背景
声发射是指岩石在受力过程中发生变形和破裂,其应变能释放所监测到的一种物理现象,而b值是表征地震震级—频度关系的参数,研究人员发现,b值具有非线性特征,且与岩石破裂过程密切相关.因此,利用岩石试件变形破坏过程中产生的声发射事件模拟地震,进而研究不同加载条件下岩石变形破坏过程中的声发射b值变化特征,可用于监测岩石受力破坏过程中内部预存微裂隙的活动状态,有助于揭示岩石损伤机理及岩石的破坏程度,也可作为岩石失稳预警参数,捕捉地震发生的前兆信息. 相似文献
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本文从实验上研究了“人”字式断层声发射b值并从理论上对频度—震级关系及b值变化的物理机理进行了探讨。“人”字式断层的引入使b值呈现低值,b值随载荷呈现单调下降以及下降又上升或波状上升两类变化,反映了不同的破裂过程。根据微破裂的产生、发展和聚合过程的物理图象,建立了微破裂的分布方程。在裂纹无相互作用时,分布方程的解即是Gutenberg-Richter公式。在裂纹相互作用时,分布方程的解不是简单的幂函数,在对数坐标中频度—震级关系偏离线性 相似文献
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对几种不同结构的岩石标本在变形过程中声发射b值和频谱随时间的变化特征进行了对比研究 ,其中包括完整花岗岩标本、含有天然愈合节理的花岗岩标本、含有拉张型和挤压型雁列式断层以及平直断层的标本等。研究表明 ,声发射b值和频谱的特征不仅会受标本结构的影响 ,而且在同一标本的不同变形阶段也可能表现出不同的特征 ,其机制与变形方式以破裂为主或以摩擦为主有关。当变形以破裂为主时 ,声发射b值和频谱在失稳前会出现明显的下降 ;当变形以摩擦为主时 ,声发射b值和频谱在失稳前变化相对较小 ,且上升或下降均可能出现。实验结果意味着b值和频谱特征作为失稳前兆 ,在不同的构造环境下可能会有不同的特征 ,而强震孕震区内不同断裂构造的存在会造成前兆时空分布的非均匀性 相似文献
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依据对具有较高微裂纹密度的筑波花岗岩和极低微裂纹密度的花岗斑岩 2种极端的岩石标本、在等应力速率的快速加载 (约 6MPa/min)和蠕变加载 (轴向应力保持在约 95 %破坏强度 ) 2个极端的加载条件下的实验结果 ,讨论了预存微裂纹密度与加载速度对多晶质结晶岩变形破坏过程的影响。实验中利用高速多通道声发射波形数字记录系统 (每秒可记录多达 5 0 0 0个声发射事件的 32通道波形 ) ,获得了岩石标本破坏前微破裂活动的详细时空分布数据。声发射的发生率、震级 -频度关系中的b值及震源的空间分布揭示出岩石变形破坏过程中微破裂活动具有 3个典型阶段 :初期阶段、第 2阶段和成核阶段。尤其是在成核阶段 ,还观测到发生率和b值有大幅度前兆性起伏。一般而言 ,在相同加载条件下预存微破裂密度越高 ,或对同一岩石加载速度越慢 ,对应的断层成核过程就越长 ,因此最终破坏的可预报性也越高。为了进一步探讨微破裂活动的阶段性特征及其物理本质 ,还利用亚临界破裂扩展模型对声发射数据进行了理论分析 相似文献
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声发射观测是岩石摩擦实验中研究强震孕育机制的重要观测手段之一.传统的声发射观测以触发记录为主,难以捕捉并提取微弱的声发射信号.近年来天然地震学中发展的模板匹配技术可以在连续波形记录中识别出微弱的事件,大大提升事件检测能力.本文发展了适用于多通道连续记录的声发射信号的模板匹配技术,并将该技术应用于分析米尺度岩石断层黏滑失稳过程.研究结果显示:模板匹配技术识别出的声发射数量约为传统方法识别的5倍,相对完备震级降低约0.3.临近失稳,检测目录完备震级以上声发射率表现出幂律增加的特征,且声发射事件聚集在失稳破裂起始点附近.失稳后,检测目录完备震级以上声发射率表现出幂律衰减,其中失稳后早期表现出较慢的衰减速度.另外,失稳后早期声发射事件表现出随对数时间沿断层迁移的趋势.最后,通过与天然地震学观测的结果对比表明,声发射模板匹配识别技术是研究大尺度岩石摩擦滑动失稳过程中前震和余震时空演化规律的有效手段,该技术助于在方法上为室内实验和野外观测进行融合研究提供思路. 相似文献
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根据室内岩石变形声发射实验结果,计算了声发射序列的地震非均匀度GL值,并以此探讨了岩石破裂失稳的可预测性。在双轴压缩、等速率加载条件下,含障碍体断层、挤压雁列断层和Ⅲ型剪切断层等非连续岩石标本在临近滑动失稳前,声发射活动均出现了显著的均匀—非均匀的状态变化,表现为GL值出现持续大于1的异常变化,GL值异常的位置与破裂成核部位相重合,并与断层走向一致;改变统计窗长、窗内分割数及能级统计下限计算声发射序列的GL值,结果表明,GL值计算结果具有一定的稳定性。综合分析认为,地震非均匀度(GL值)可以较好地刻画岩石失稳前夕因破裂成核导致的声发射活动在时间分布上的状态变化,GL值持续异常是岩石失稳的显著性标志,对预测岩石失稳具有较好的指示意义。 相似文献
10.
在假定地震活动系统具有分形特征的前提下,首先推导出了震级频度关系的非线性表达式,进而指出地震活动系统可分为两类:整体地震活动受一个统一的大系统控制的Ⅰ类地震活动系统和整体地震活动受一个以上大系统控制的Ⅱ类地震活动系统．通常情况下,两类地震活动系统可以相互转变. 在华北地区一般强震前地震活动系统将由Ⅰ转变为Ⅱ类系统,这种变化可作为地震趋势判断的一个指标．另外,本文得到的非线性震级频度关系b值和线性震级频度关系b值之差b以及和非线性项系数有关的参数Muj可作为中短期地震预报的一对参数． 相似文献
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地震前异常的阶段性及其空间分布特征 总被引：21，自引：5，他引：21
将岩石变形曲线到达强度点以前比拟为地震前异常的中长期阶段，强度点至失稳点之间定义为短临阶段。在中长期阶段异常是由驱动力的增强或区域应力场的调整引起，前者引起的应力扰动场与原来的方向一致，强烈扰动区与原来的应力集中区一致，后者引起的应力扰动场应力方向可以发生变化，应力扰动对平均应力影响较大，强烈扰动区位于断层错列部位。二者的强烈扰动场均与未来的震源区无必然联系。在短临阶段异常是由局部断层扩展或弱化引起，与之相伴的是平均应力扰动场的四象限分布和最大剪应力扰动场的八瓣式分布 相似文献
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特征地震是大地震原地重复的重要表现形式.现有资料的初步研究表明,鲜水河断裂带上大地震属特征地震模式,其地震破裂长度、同震位错量以及断层错动方式,在原地保持较长时间的一致性.由于大地震屡屡在原地重复发生,沿断裂特定地段累积位错分布与一次地震的位错相一致,从而导致断层滑动速率的同步变化.本文以1973年炉霍地震为例,研究了鲜水河断裂的特征地震现象.该段的地震活动属特征地震模式,不服从古登堡-里克特的线性震级频度关系.特征地震不仅对断错地貌、滑动速率有重要的影响,由于这种地震模式是以特定震级的大地震为主导,几乎没有中等震级地震发生,这对地震活动性研究也具有重要的意义. 相似文献
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2021年5月21日21时21分至22时31分,云南大理州漾濞县接连发生4次MS≥5.0地震,分别为MS5.6,MS6.4,MS5.0和MS5.2地震。选取2015年1月1日至2021年6月4日漾濞地震震源区及其附近区域记录的地震资料,利用极大似然法计算研究区b值,通过分析漾濞地震前后不同时段的b值空间分布特征,得到以下主要认识:① 漾濞震群发生后,震源区b值出现快速下降,可能预示着局部地壳介质强度接近临界状态;② 漾濞4次MS≥5.0地震均沿剖面低b值异常区的边缘分布;③ 漾濞地震发生后,震源区b值明显回升,预示着地壳应力得到释放,短期强震危险性降低;④ 漾濞地震西北40 km和70 km处存在低b值异常区,未来存在发生中强地震的风险。 相似文献
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本文对1976年7月28日唐山地震（M=7.8）和其它一些破坏性地震震前若干年内频度-震级关系N=exp（A-bM）中的b值作统计分析,说明在正确处理观测资料和运用统计方法的前提下,可以为合理的时空区间求得客观的、可信的b值.在对频度-震级关系唯象讨论的基础上,按照茂木清夫和肖尔茨的观点论证b值不仅是一个统计分析参数,而且具有直接的物理意义:它反映一个地区承受平均应力和接近强度极限的程度.因此,对b值变化进行动态时空扫描,就越出了单纯统计预报的范畴,成为观察应力集中和转移监视破坏性地震孕育过程的一种手段. 本文提出对频度-震级的指数分布直接作非线性最小二乘拟合.这是一种有效的估值方法,它能给出比较确切的误差估计. 相似文献
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海丰震区发育着规模宏大的 NE 向海丰——梅陇断裂及一系列与其平行的次级断裂.同时,还存在与其共轭的断续分布的 NW 向断裂.震群中的三个子群的主震的震源机制解非常类似,其中一节面为 NE,另一节面为 NW.从余震的空间分布及极震区的长轴方向来看,2月26日 ML3.3和4月9日 MLL,4.2地震的断层面为 NE 向;而3月14日 ML,3.4地震,其断层面应取 NW 向.又据137个小震的四个台的 P 波初动符号的组合特征,可划分为八个类型并作出相应的迭加震源机制解.综上所述,本区破裂过程,主震及Ⅰ、Ⅳ 类地震是岩块沿NE 及 NW 向共轭构造的粘滑;Ⅱ——Ⅴ、Ⅶ、Ⅷ 类地震是岩块在粘滑过程中对前后邻接岩块引起平行滑动方向的挤压(前)和引张(后)的转换应力场所产生的剪切破裂. 相似文献
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《震灾防御技术》2022,17(4):691-700
大量研究表明地震孕育过程中存在相对平静期,该阶段b值会相对下降,b值变化在地震活动性研究中起着十分重要的作用。2021年5月22日青海玛多发生MS7.4地震,为研究地震前b值时空变化特征,本文截取2009年至震前地震目录,将地震目录分为去除余震目录、完整地震目录,对比研究b值变化特征。研究发现,玛多MS7.4地震前1年b值开始低于均值且不断下降,至b值有上升趋势时地震发生,扩大到区域内其它5级以上地震,也符合此规律,地震发生后b值明显上升,短时间内又下降至较低位置,并一直处于较低位置直至下次地震发生;从b值空间扫描结果看,玛多MS7.4地震前,震中位于低b值区域,该位置为b值最低处;通过不同时间段的b值空间扫描结果,可发现玛多MS7.4地震发生前低b值区域向震中不断迁移,表明地震发生前震中附近应力不断集中;b值空间扫描时,完整地震目录掩盖了中强震震中区域低b值特性,去余震地震目录较好的凸显了中强震震中区域低b值特性。 相似文献
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DISCUSSING THE INFLUENCE OF MAJOR EARTHQUAKE SEQUENCE IN THE LONGMENSHAN AREA ON THE LUSHAN EARTHQUAKE FROM STRESS EVOLUTION 
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下载免费PDF全文 Calculating the coseismic static Coulomb stress change induced by an earthquake and interseismic stress change permits to explain the distribution of aftershocks, the earthquake sequence and other seismic observations. Four earthquakes greater than M7 have occurred in the Longmenshan area before the 2013 Lushan earthquake since 1900. This paper analyzes the influence of these four events on the Lushan earthquake, the stress evolution after the Lushan earthquake accompany with strong earthquake sequence on Longmenshan Fault, and the stress state of the gap between the Lushan and Wenchuan earthquakes. To address these issues would help future seismic risk assessment in the region. We construct a three dimensional finite element model based on the geological structure, the deep inversion results of density and velocity, and the GPS and the stress observation data. The simulation results show that the annual variation rate of Coulomb stress is higher on the Xianshuihe fault and southern segment of the Longmenshan fault, which is consistant with the regional seismicity. The coseismic Coulomb stresses induced by Kangding, Songpan, and Wenchuan earthquakes at the Lushan earthquake epicenter is greater than 0, implying that the three earthquakes may promote the occurrence of the Lushan earthquake, especially the Wenchuan earthquake. The viscous relaxation is remarkable which cannot be ignored in the analysis of stress evolution. From the stress evolution of this area, we can find that the gap between the Wenchuan and Lushan earthquakes is still at a relatively high stress level after the Lushan earthquake. 相似文献
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CHARACTERISTICS OF TECTONIC STRESS FIELD OF THE XIAOWAN RESERVOIR BEFORE AND AFTER THE IMPOUNDMENT 下载免费PDF全文
下载免费PDF全文 Using the seismic waveform data of Xiaowan seismic network and Yunnan seismic network, we determined the focal mechanisms of 36 earthquakes(ML ≥ 3.0)from Jun. 2005 to Dec. 2008 and 51 earthquakes(ML ≥ 2.5)from Jan. 2009 to Dec. 2015 by generalized polarity and amplitude technique.
We inverted tectonic stress field of the Xiaowan reservoir before impounding, using the focal mechanisms of 36 earthquakes(ML ≥ 3.0)from Jun. 2005 to Dec. 2008 and CAP solutions of 58 earthquakes(ML ≥ 4.0)collected and the solutions in the Global Centroid Moment Tensor(GCMT)catalog; We inverted local stress field of the reservoir-triggered earthquake clustering area, using 51 earthquakes(ML ≥ 2.5)from Jan. 2009 to Dec. 2015.
Focal mechanisms statistics show that, the Weixi-Qiaohou Fault is the seismic fault. Focal mechanisms were strike-slip type in initial stage, but normal fault type in later stage. Focal depths statistics of 51 earthquakes(ML ≥ 2.5)show that, the average value of focal depths in period Ⅰ, period Ⅱ and period Ⅲ are 8.2km, 7.3km and 7.8km respectively and the standard deviations are 4.3km, 3.5km and 6.0km respectively. The average value of focal depths is basically stable in different period, only the standard deviation is slightly different. Therefore, there is not positive connection between focal depth and deviation of focal mechanisms. What's more, there are 2 earthquakes(number 46 and number 47 in Fig.5 and Table 3)with almost the same magnitude, epicenter and focal depth, but they have different faulting types as normal and strike-slip. The focal mechanism of event No.46 is strike:302°, dip:40° and rake:-97° for plane Ⅰ, however, the focal mechanism of event No.47 is strike:292°, dip:82° and rake:140° for plane Ⅰ. Likewise, earthquake of number 3 and number 18 have similar characteristic. Therefore, the obvious focal mechanism difference of similar earthquake pair indicates the complexity of Weixi-Qiaohou Fault.
Considering the quiet-active character of reservoir-triggered earthquakes, we discussed the change of local stress field in different period. The σ1 of tectonic stress field was in the near-south direction, with a dip angle of 14° before the impoundment, however, the direction of σ1 of local stress field changed continuously, with the dip angle getting larger after the impoundment. The direction of σ1 of local stress field of reservoir-triggered earthquake clustering area is close to the strike of Weixi-Qiaohou Fault, and reservoir impoundment increased the shear stress in the fault, so the weakening of fault was beneficial to trigger earthquakes. Comprehensive analysis suggests that fluid permeation and pore pressure diffusion caused by the water impounding, and the weakening of fault caused by local stress field are the key factors to trigger earthquake in the Xiaowan reservoir. 相似文献
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采用纯振幅、点阻、带通数字滤波器,处理了距唐山180公里范围内13口深井水位的大震前六年连续观测资料。结果表明,大震前存在井水水位的异常下降,这种异常下降首先发生在距大震震中100公里处,并且以每月5-6公里的速度分别向震中和离开震中的方向传播。地下水异常下降的时间-距离关系与该区里小震发生的时间-距离关系较一致。据地下水异常下降结果,我们提出唐山大震孕育过程可以分为三个阶段:1972年-1974年底,1975年-1976年4月,1976年4月-大震发生。 相似文献