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1.
介质电阻率变化的方向性与主应力方向的关系研究一直受到岩石电阻率实验和地震学等学科的关注. 本文在电极面4 cm×8 cm, 6 cm×12 cm, 8 cm×16 cm和4.6 cm×10 cm的10块分别为花岗岩、 凝灰质粗砂岩(夹砾石)和细晶花岗岩标本上及100 cm×100 cm的1块人工合成模型上, 采用对称四极法布设多位置、 多极距、 多方位电阻率测线, 用单轴压缩、 二维约束差应力压缩、 低围压三轴差应力压缩和真三轴差应力压缩方式加载. 其中在单轴压缩和低围压三轴压缩加载方式下, 7块岩石标本中的4块被压破, 3块没有被压破, 只压到电阻率出现明显的下降异常时卸压. 另在上述10块岩石标本中, 还有3块是电阻率原始各向异性标本. 将这样11块标本所获得的多位置、 多极距、 多方位测线电阻率资料, 按从开始加载到破裂的过程, 分成30%附近破裂应力段、 50%附近破裂应力段、 80%附近破裂应力段和100%破裂应力段, 研究同一测点多方位测道中该4个破裂应力段视电阻率变化最大(最小)幅度测线方位与力源最大主压应力方位的关系, 结果未发现二者之间有确定的关系. 相似文献
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将不同规格的长方体花岗岩标本,按事先设计的图案布设多个电极,并用抽真空的方法将标本进行水饱和．然后将标本电极面和相邻面的一小部分（包括棱）用防水绝缘胶密封．用多电极组合法,将己布电极组合成不同方向、不同极距的电阻率各向异性测线和电测剖面、电测深测线．使标本在装有水的承压水箱中,沿标本长轴方向受压,观测标本电阻率随压力的变化．在实验中,一些标本被压坏,出现宏观裂隙;一些标本没有被压坏,没有被压坏的标本通常压到电阻率出现明显破裂前兆为止．然后,将未压坏的标本测量面显微照相,从照片上寻找裂隙的优势方向,和被压坏标本的宏观裂隙一起,与电阻率各向异性计算结果进行对比,实验结果表明:① 裂隙和破碎带通过区域的测点,视电阻率变化各向异性结果好,4种组合求得的4个各向异性主轴方向趋于一致,且与破碎带方向基本吻合;裂隙和破碎带不经过区域的测点,或者4个视电阻率变化各向异性主轴方向不一致,或者根本求不出各向异性解．这后一种情况,在裂隙面平行测量面时,表现最为明显;② 显微照相显示的微观裂隙或破碎带的优势方向与电阻率变化最大的各向异性主轴方向基本一致;③ 电测剖面的结果,能较好地反映裂隙的位置和区域． 相似文献
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在3种非含岩成分造成的岩石原始电阻率各向异性标本(在采集和加工过程中，标本完整性遭 到破坏的标本)，和一种由含岩成分形成的 岩石原始电阻率各向异性标本上，布设多个电极，并将标本用水饱和. 然后用多电极组合法 ，将己布电极组合成不同方向、不同极距的电阻率各向异性测线. 采用单轴压缩、低围压 三 轴压缩和剪切3种加载方式，对标本进行动态电阻率变化实验. 观测标本电阻率随承载力的 变化. 实验结果表明∶对于岩石原始电阻率各向异性标本，在电阻率变化各向异性方面，与 岩石 原始电阻率各向同性标本相似，即∶裂隙和破碎带通过区域的测点，视电阻率变化各向异性 结果好，４种组合求得的４个各向异性主轴方向趋向一致，且与破碎带方向基本吻合；裂隙 和破碎带不经过区域的测点，４个视电阻率变化各向异性主轴方向不一致，或者根本求不出 各向异性解. 这后一种情况，在裂隙面平行测量面时，表现最为明显. 相似文献
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我国50多年的视电阻率连续观测结果表明,大地震前近震中区域的视电阻率呈现出与主压应力方位有关的各向异性变化,即:垂直于主压应力方向观测的变化幅度最大,平行方向最小或不明显,斜交方向介于二者之间.目前我国定点台站视电阻率观测的探测范围主要在浅层沉积层以内,通常含有较多的含水裂隙.本文将地下岩土介质简化为由固体基质和含流体/气体裂隙组成的固液气三相介质,且基质、流体和气体具有标量形式的电阻率,推导出了包含基质和流体电阻率、裂隙率、饱和度和裂隙面积率因子的电阻率张量表达式.以裂隙的扩展/闭合表示应力作用下裂隙的变化,得到了电阻率随裂隙变化的微分形式,电阻率变化对裂隙体积变化放大系数的表达式和裂隙横向变化对纵向电阻率影响的横向权系数的表达式.在此基础上得到了介质电阻率和视电阻率的各向异性变化特征:对于含水裂隙介质,无论裂隙如何变化,均是最小主轴方向电阻率的变化幅度大于其他方向;对于含水孔隙介质,沿孔隙主要变化方向的主轴电阻率变化幅度大于其他方向.对于各向异性变化,视电阻率和介质电阻率存在π/2的方向差异.相较于含水岩石,无水岩石介质电阻率的各向异性变化不显著.本文提出的电阻率表达式可以对实验室和野外实际观测的许多结果做出合理的解释. 相似文献
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在两组人工样品自由表面以中心点为基准对称布设3条辐射状测线,对样品实施单轴应力加载和卸载后,利用电阻率层析成像方法构建了相应的视电阻率相对变化图像,并计算和绘制了表征裂隙产生和发展速率的视电阻率各向异性系数λ*以及表征裂隙产生和发展方位的各向异性主轴方位角α随应力和深度的变化曲线.结果表明:所有测线所对应的RRC图像均随着应力的变化呈现出相同的变化趋势,即在加载阶段,随着应力的增加,视电阻率相对变化图像中电阻率降低区域逐渐收缩,而电阻率升高区域逐渐扩张,在卸载阶段,随着应力的减小,电阻率降低区域继续收缩,电阻率升高区域继续扩张;样品中的高阻体对其所在部位及附近区域的电阻率增幅有较大影响,而对横越高阻体测线的视电阻率相对变化图像的趋势性变化无影响;对于原始电性为各向异性的样品,随着应力的增加,其各向异性程度降低;裂隙主要在岩样的浅部产生和发展,而在较深部位的裂隙产生和发展的速率相对较低.上述结果有助于解释和理解地震、火山活动和大型地质构造运动引起的视电阻率及其各向异性的变化特征,电阻率层析成像方法可能成为目前地震电阻率观测方法的有益补充. 相似文献
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实验采用高密度电阻率方法探测滑坡体的电性结构, 用电阻率变化各向异性方法监测滑坡体的主破裂扩展方向和速率. 实验结果为: ① 电性结构探测实验, 验证了部分原勘测的滑坡体的蠕变体边界和地下水层的深度和厚度, 以及上层介质的性质. 证明滑动带富含地下水层; ② 用电阻率变化各向异性监测实验确定的测点主破裂扩展方向, 与滑坡体GPS位移推断的破裂带方向吻合, 且电阻率变化各向异性系数的变化速率与钻孔倾斜仪测量的滑坡体深部位移变化的速率相应. 相似文献
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地电阻率已经发展成为我国地震地球物理场观测的重要方法,通过标示一定区域范围内介质电阻率随时间的变化特征和空间分布,应用于探索地震孕育发生的过程。在50多年的观测过程中,记录到了近百次5～8级地震前的中短期异常和部分强震前的临震变化以及地震发生之后的恢复过程。电阻率是地下介质重要的物性参数,与岩土骨架和裂隙内流体电阻率、裂隙率、裂隙结构以及流体饱和度等因素有关。其中,应力作用导致的微裂隙结构变化是引起电阻率变化的重要因素。已有相关研究分别从岩石物理实验、介质电阻率模型、震例研究等方面讨论了地震前地电阻率变化的可能机理。本文对其中具有代表性的研究结果进行梳理,以“介质变形-电阻率变化”为纽带,将岩石物理实验和电阻率模型给出的细观尺度介质电阻率变化机制与震中周围地电阻率异常变化的宏观现象联系起来,介绍地震晚期孕育阶段地电阻率异常变化的可能原因。地震孕育引起发震断层周围介质变形,由发震断层向外围方向附加变形程度逐渐衰减; 地表浅层介质处于低围压状态,新生微裂隙将大致沿最大主压应力方向扩展,进而引起介质电阻率发生变化; 同一台站不同方向观测的地电阻率呈现出与P轴方位有关的各向异性异常变化,与P轴方向夹角越大的测道异常幅度越大,与P轴方向平行或近于平行的测道异常幅度最小或无异常变化; 地震前挤压变形增强区域地电阻率异常呈现下降变化,相对膨胀区域呈现上升变化或变化不明显。 相似文献
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讨论了有效电阻率椭圆及各向异性奇象现象．对任意夹角三道测线或相互垂直二道测线并增测横向有效电阻率的二种情况，分别给出了定量计算地电阻率各向异性参量的方法，即求最小电阻率1主轴方位角，平均电阻率(13)1/2，(23)1/2及各向异性系数=(2/1)1/2的方法．作为实例对大同台的资料进行了处理，结合原地电阻率剪切实验结果，得出在1989年10月19日大同6.1级地震前后，震中附近大同、阳原二台NE向地电阻率异常上升，NW道异常下降系介质受到纯剪切所致．其最大主应力方向为北东，与地震断层走向夹锐角．断层面上的剪应力较大，正应力甚小，断层易于滑动，故地震的震级并不特别大．震前与震时介质应力状态相同，故地电阻率前兆与同震变化符号一致． 相似文献
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讨论了强地震、孕震晚期阶段、震源区及附近介质的物理变化过程，证明了视电阻率变化最显著的方向与最大加载方向之间的正交关系，建立了真、视电阻率各向异性变化与裂隙率ν、骨架电阻率ρo、饱水裂隙电阻率ρf的本构关系，解释了视电阻率各向异性变化的原因.研究认为：在强地震孕震晚期阶段，在震源区及附近地壳近地表的较深部，介质微裂隙发育，其走向沿最大主压应力方位优势取向，低阻水充填微裂隙，导电通道连通，引起最大主压应力方向真电阻率变化最显著的真各向异性变化，从而产生垂直主压应力方向视电阻率变化最显著的视各向异性变化，低阻水在其物理过程中起了显著作用. 相似文献
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In the past, domestic and abroad scientific workers have done a large number of experiment researches on a great number of researches of experiment for the relationship between electrical resistivity change and the load stress on rock (Geoelectric Testing Group, Department of Geophysics, Peking University and Research Division, Seismological Brigade of Lanzhou, 1978; Zhang, 1981; Chen, et al, 1983; Zhao, et al, 1983; Zhang, Lu, 1983; Zhang, et al, 1985; Brace, Orange, 1968; Kurite, 1986; Teisseyre, 1989), such as imitating dynamic fracture of rock, frictional sliding course, and observing its resistivity change shape with a lot of experimental workssuch as simulating the dynamic course of crustal rocks fracturing and frictional slipping along the fracture surface, and observing its resistivity change shape with experiment. They found that, in the fracture process of rock under loading, not only its resistivity shape change notably, and its direction changes also very clearly, and therefore many scientific workers have shown strong interest in anisotropy of resistivity change, and have done some researches onfor it. 相似文献
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直流电阻率法通过观测单极-双极装置视电阻率曲线最小值位置估计掌子面前方低阻异常体距离,在巷道超前探测及矿井水害预测与防治工作中有广泛应用,并形成多种经验预测模型.本文基于直流电法巷道超前探测的各向异性电阻率三维有限元数值模拟,给出超前探线性预测模型.然而,实际井下地质结构复杂,异常大小不定且任意分布,而且可能存在有电阻率各向异性,使得目前由简单模型实验或数值模拟获得的预测公式不确定性较大,而且可靠性难于评价.Monte Carlo方法用随机化思想解决非确定性问题,我们将该方法与并行算法结合,对大量不确定的随机模型进行三维数值模拟,以验证各预测模型的准确度及可靠性.结果表明,本文的超前探线性预测模型较其他预测模型更为准确及可靠.但介质各向异性的影响很大,尤其当围岩电阻率具有各向异性时,所有预测模型的准确度及可靠性较差,给安全生产带来很大隐患. 相似文献
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2D电阻率成像技术近年来被广泛应用于工程、水文、环境和矿产等领域，在实际应用中它具有多种的装置类型，不同的装置类型对特定的地质情况有不同的应用效果.本文通过采用Wenner、Wenner-Schlumberger和dipole-dipole三种排列装置在一个水平和一个垂直模型上正演模拟和块反演，揭示了不同的排列装置在水平结构和垂直结构的异常响应，并对高阻体和低阻体进行了模拟.结果显示当采用Wenner,Wenner-Schlumberger和dipole-dipole数据采集技术时，不同的模型结构异常响应有明显的不同，三种排列类型对地下低阻体的分辨能力均高于高阻体，Wenner装置和dipole-dipole装置分别对水平层状结构和垂直结构有较好的分辨力，wenner-Schlumberger装置对水平层状结构有好的分辨力，对垂直结构有中等的分辨能力. 相似文献
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Peidong Shi Doug Angus Andy Nowacki Sanyi Yuan Yanyan Wang 《Surveys in Geophysics》2018,39(4):567-611
Seismic anisotropy which is common in shale and fractured rocks will cause travel-time and amplitude discrepancy in different propagation directions. For microseismic monitoring which is often implemented in shale or fractured rocks, seismic anisotropy needs to be carefully accounted for in source location and mechanism determination. We have developed an efficient finite-difference full waveform modeling tool with an arbitrary moment tensor source. The modeling tool is suitable for simulating wave propagation in anisotropic media for microseismic monitoring. As both dislocation and non-double-couple source are often observed in microseismic monitoring, an arbitrary moment tensor source is implemented in our forward modeling tool. The increments of shear stress are equally distributed on the staggered grid to implement an accurate and symmetric moment tensor source. Our modeling tool provides an efficient way to obtain the Green’s function in anisotropic media, which is the key of anisotropic moment tensor inversion and source mechanism characterization in microseismic monitoring. In our research, wavefields in anisotropic media have been carefully simulated and analyzed in both surface array and downhole array. The variation characteristics of travel-time and amplitude of direct P- and S-wave in vertical transverse isotropic media and horizontal transverse isotropic media are distinct, thus providing a feasible way to distinguish and identify the anisotropic type of the subsurface. Analyzing the travel-times and amplitudes of the microseismic data is a feasible way to estimate the orientation and density of the induced cracks in hydraulic fracturing. Our anisotropic modeling tool can be used to generate and analyze microseismic full wavefield with full moment tensor source in anisotropic media, which can help promote the anisotropic interpretation and inversion of field data. 相似文献
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Intr0ducti0nTheproblemsaboutcrustalrocksfracturingandfricti0nalslippingalongthefracturesurfaCearecloselyrelatedtotheresearchesofearthquakemechanismandgeol0gichazards,andalsoareoneofthosebeinggivenmoreconcernbyscientistsinearthscience-Discussingab0utthegenera-tionanddevelopmentprocess0fintraPlateearthquakes,Wang,etal(l999)proPOsedthatearth-quake'spregnant,mechanicspropertyandgeometricstructureofmatterinearthquake'sgestatingareaaredifferinthousandswaysf0rdifferentplaceinsideslab-Thus,thepregna… 相似文献