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在1.2千巴围压下进行了三种初始饱和岩样(辉长岩、花岗岩Ⅰ和Ⅱ,各以淡水和盐水饱和)的压缩实验直至破裂并继续到摩擦滑动,所有实验中测定了岩样电阻率。 以Brace等人研究表面电导的方法为基础,我们引入给定含水岩样的体电阻系数和面电导系数两个专用术语以分析实验结果。发现一旦岩样开始膨胀,其面电导系数随差应力增加都增大。结果表明:含水岩样体膨胀后电阻率下降主要是由于表面电导作用的增强。 和前人的结果不同,不同岩样摩擦滑动时电阻率变化各异。作者提出:这种差异可能与岩石中所含矿物颗粒大小有关。含大颗粒的岩石滑动时电阻率下降,而含小颗粒的岩石滑动时电阻率上升。 相似文献
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在野外原地对某些自然状态非饱和的土层及含裂隙矽化灰岩电阻率随应变的变化进行了实验.主要结果有:1)低应力下,随体积的压缩电阻率下降;体积膨胀时电阻率上升;2)所测岩、土层电阻率相对变化(/)对微小应变()的变化响应甚为敏感,裂隙岩层比土层更甚.放大系数(/)/与应变量有关,对10-4应变通常有一、二百倍,对10-5应变可达数百乃至上千倍;3)电阻率相对变化幅度随力源强度和尺度的增加而增加,随力源距离的增加而衰减.电阻率变化起始时间随距离的增加显示出滞后现象;4)水平各向同性土层,在应力作用下,不同方向电阻率变化不同,呈现出方向性.通常垂直最大压缩方向的电阻率 下降较多,平行方向的∥下降较小或略有上升,与压力呈45的45下降幅度介于中等.含裂隙矽化灰岩则不同,不同方向电阻率的变化不仅与压缩方向有关,而且还与裂隙方向有关.通常是∥下降较多.当压应力平行裂隙时, 也下降,但当压应力垂直裂隙时, 则明显上升. 相似文献
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用几种不同加载方式对岩石样品进行了单轴压力实验。以恒定应变率(约为10-5)对样品加载时,岩石的破裂过程大致可分成四个阶段:孔隙压缩阶段、弹性变形阶段、体积膨胀阶段和临震阶级。后二个阶段显著的特点是岩石开始表现出非弹性的体积应变并在主破裂前急剧增大,它与微破裂累积总数二者存在着同步的变化。在重复加载时,发现岩石的微破裂过程具有不可逆的性质,这种现象似乎可以用来说明同一地区短期内发生的两次地震的地震序列的不同,指出运用历史地震资料时应注意该地区应力变化的历史情况。 相似文献
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唐山大地震孕育过程的数值模拟研究 总被引：4，自引：0，他引：4
根据1976年唐山7.8级地震的前兆资料，结合岩石破裂物理、震源物理、构造物理、地震前兆、地震力源、地壳结构等方面的研究结果，采用含有菱形硬包体的饱和水孔隙介质模型，数值模拟了唐山大地震的孕育过程．首先导出了考虑岩石非弹性体积膨胀和应变软化、孔隙水渗透的固-液两相介质的孕震动力学方程组，提出了用增量形式求解该方程组的有限差分法，然后计算模拟了硬包体内含有断层软弱带时的唐山大震的孕育过程，及其时空变化特征．数值模拟结果表明，唐山大地震的孕育主要经历了弹性积累、早期非弹性体积膨胀、断层第1次加速软化(加速破坏和蠕滑)、天津-宁河一带第2次非弹性膨胀、断层第2次加速软化(临震加速破坏和蠕滑)和发震等过程．这里，与断层的加速破坏相对应，孕震介质的某些部分出现了非弹性膨胀的弹性恢复和二次非弹性膨胀．与前兆观测资料比较分析可以发现，上述模拟结果可以比较好地解释实际观测资料的变化特征．同时，数值模拟还进一步揭示了唐山地震孕育场的时空变化规律和复杂图象，为地震前兆场变化的物理机制的研究奠定了基础． 相似文献
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本文研究了三层介质中膨胀球模拟震源的应力、应变场以及由这个应力、应变场产生的电阻率变化量和地表视电阻率变化的关系。结果表明,对于一定强度的“震源”,在地电装置探测范围内的应力场随具有不同弹性参数的层位有显著的变化;而应变场却看不出有明显的突变;由地表视电阻率变化量的计算结果揭示了地电异常受台站介质电性结构与力学结构的综合影响。因此作为预报地震的地电阻率法一方面要寻找具有高电阻率——应变灵敏度岩层的台址,另一方面台址的视电阻率变化对各层真电阻率变化要具有好的响应。 相似文献
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《地球物理学进展》2015,(4)
对石灰岩不同围压的三轴压缩过程进行微结构观察,发现:当平均应力与体积应变曲线偏离静水压力线时,岩样微结构产生颗粒之间胶结物破坏,颗粒挤紧,孔隙减小,导致应变硬化,达到剪切增强的压实阶段.继续加载较软的颗粒被挤碎,导致崩塌变软,岩样出现宏观软化现象;同时孔洞表面产生大量平行于最大主应力方向的裂纹,汇聚成核.在低围压(40 MPa)时,含天然缺陷的岩石中,观测到剪切带的产生,也会在局部缺陷处发生崩塌;随着围压的增加(150MPa),局部体积崩塌将逐步引发大面积的垮塌.对应岩石试件的屈服行为也由以剪切破坏机制为主,逐渐转变为以体积崩塌压缩机制为主,引起纵向应变迅速增加.当剪切增强压缩继续发展到C*′直到峰值应力前时产生颗粒破裂、移动或旋转,曲线出现转向,岩样发生体积膨胀,同时引起密集声发射活动.峰值应力后,微裂纹串联成裂纹簇开始剪切诱导岩样体积膨胀,导致应力降引起应变软化,同时产生剪切局部化.在没有无序性影响的压缩带发展和传播的数值模拟中,展示了压缩带由样品的上下端面向样品中部逐渐扩展的过程,与Bentheim砂岩切片图显示和AE监测结果是吻合的.通过微观与宏观实验结合的描述方法清楚地展现了剪切带、压缩带、膨胀带的产生机理以及压缩带的发展过程,这里压缩屈服过程即为帽盖模型的形成过程,它是近似椭圆的帽盖模型中的帽子部分. 相似文献
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孔隙压力对含随机缺陷岩石破坏过程及全部变形特征的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
对于平面应变压缩条件下含有随机缺陷的岩样,利用FLAC研究了孔隙压力对岩样破坏过程、全部变形特征及前兆的影响。以前编写的若干FISH函数,被用于生成缺陷和计算轴向、侧向、体积应变及侧向应变与轴向应变比值的负值（计算得到的泊松比）。在峰值应力之后,密实岩石单元服从线性应变软化行为及随后的理想塑性行为,而材料缺陷呈现理想塑性行为。当孔隙压力较高时,应力-侧向应变曲线具有一平台;破坏的前兆更明显;变形后岩样的体积总是大于原始体积;在初始加栽阶段、均匀变形阶段及峰后变形阶段,由于明显的侧向膨胀,计算得到的泊松比远大于0．5。当孔隙压力较低时,在峰值应力之前,变形后岩样的体积小于原始体积,体积扩容出现于峰值应力之后,引起了负的体积应变。利用广义虎克定律,解释了平面应变弹性状态下数值结果的合理性。对岩样进行带状区域扫描后,确认随机缺陷的初始分布与岩样的最终破坏形态紧密相关。 相似文献
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为了研究孔隙流体对不同渗透率岩石地震波速度的影响,在实验室利用跨频带岩石弹性参数测试系统得到了应变幅值10-6的2~2000Hz频段下的地震波速度和1 MHz频率下的超声波速度,利用差分共振声谱法得到了频率600Hz岩石干燥和完全饱水情况下岩石声学参数.实验表明,在低饱和度下,致密砂岩在地震和超声频段下没有明显的频散;在高饱和度下纵波速度的频散变得明显.从干燥到完全水饱和条件,不同频率测量的致密砂岩的体积模量随岩石孔隙度增高而降低,且体积模量的变化量受岩石微观孔隙结构的影响较大.高孔、高渗砂岩无论在低含水度下还是在高含水饱和度下频散微弱,并且在地震频段下围压对于岩石纵横波速度的影响要大于频率的影响.高孔、高渗砂岩和致密砂岩不同含水饱和度下的频散差异可应用于储层预测,油气检测等方面,同时该研究可以更好地帮助理解岩石的黏弹性行为,促进岩石物理频散理论的发展,提高地震解释的精度. 相似文献
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1976年唐山强震发生在我国地电阻率、地磁观测、精密水准重复测量等多种观测网分布较密的地区,附近渤海沿岸还有数个长期记录的验潮站。震前地电阻率和地磁二种物理量出现了地理范围基本吻合、分布广阔的异常区。根据自然条件下岩(土)层压缩时电阻率变化的实验结果,认为只在1973～1976年间才出现的地电阻率区域下降,系地表浅层压密的结果,其压缩线应变的数量级约为3×10~(-5)。有意义的是基本在此同一区域内,1975～1976年间还观测到ΔZ和ΔF减小的效应。根据航空磁测测区内磁性地质体埋藏较深的资料及非线性压磁的实验,得知震前ΔZ、ΔF以及磁倾角减小的效应,系埋深8～25公里的磁性体非弹性体积膨胀的结果。震前精密水准测量发现,自1969年以来震中地区地面下沉,平均海平面资料表明,此下沉一直持续至地震发生。宁河(Δ=50公里)附近下沉幅度最大,可达8～12厘米。综合震前出现浅层压缩、深层膨胀、地表下沉的现象,推论唐山震前震中区附近的上部地壳(0～25公里)发生了向针弯曲现象——一种活动褶皱。唐山地震的孕育及发生便可能与此活动褶皱不断增加其挠度以致破裂有关。 相似文献
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通过超声波对单轴压缩试验中岩石扩容现象的测试,分析了超声横波在不同岩石压缩过程中的传播情况。利用超声横波的特性测出岩石在压缩的不同阶段的微裂纹发展情况和体积变化情况,进一步证明了不同岩石在单轴压缩过程中扩容的时间和程度是有所差异的。 相似文献
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Summary The relation between remanent magnetization and volumetric strain for gabbro samples stressed in uniaxial compression inside a near zero-field -metal shield has been examined. For samples with an induced IRM parallel to the axis of compression, remanent magnetization decreased linearly up to the onset of dilatancy. As increased stress produced additional dilatancy, the variation of remanent magnetization became nonlinear, and the stress dependence continually decreased until the rock failed. Stress cycling with the peak stress augmented for each cycle produced a continuous decrease in the zero stress value of the IRM although an appreciable amount of recovery was observed during unloading. When the sample was loaded in constant stress increments after the onset of dilatancy and held for several minutes at each level, time-dependent variations in remanent magnetization coincided with time-dependent increases in inelastic volumetric strain. In general as the inelastic creep rate increases, the rate of change in remanent magnetization increases. These results suggest that dilatancy related effects of the intensity of rock magnetization should be observed in magnetic rocks in epicentral regions prior to earthquakes and may serve as both long- and short-term precursors. 相似文献
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从电阻率的角度研究岩石裂隙介质的各向异性特征是一种方便而有效的方法,但多限于空间单个点上的测量数据分析.通过在砂岩岩样上的饱水与排水实验以及同步进行的高密度电阻率成像监测,探讨了应用高密度电阻率成像法获得图像研究岩石各向异性特征的可能性,分析了饱水与排水过程中岩石电阻率在不同方向上的响应特性.结果表明,电阻率成像法在分析岩石裂隙介质的各向异性方面具有多方向成像和动态监测的优点,可以通过对不同方向上获得的电阻率图像的分析,提取出岩石沉积结构的空间分布模式,清晰地反映出岩石在饱水和排水过程中电阻率变化空间分布模式的各向异性特征. 相似文献
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Zhanshan Xiao Shengwen Zhang Tiexuan Zhang Shihe Zhu Jing Ma 《Geophysical Prospecting》2009,57(6):1027-1033
Based on experiments on rock electrical parameter dispersion properties in both water displacing oil and oil displacing water processes, it is found that the frequency dispersion properties of electrical parameters in water-bearing rocks are quite different from those in oil-bearing rocks. Oil saturation can severely impact the rock electrical parameter dispersion properties and as the oil saturation increases, the properties are more distinguishing. The variation of formation water salinity has a significant effect on the rock resistivity, hence the modulus of the rock complex resistivity varies with water saturation and a U-shaped curve occurs over a single frequency, just like the normal resistivity. However, the effect of formation water salinity on the rock frequency dispersion is less than that of oil saturation. As a result, the rock electrical parameter dispersion properties will have a significant potential of application in the evaluation of watered-out zones as well as identification of oil-bearing zones and water-bearing zones. 相似文献
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基于数字岩心的岩石电性微观数值模拟(英文) 总被引：9，自引：5，他引：4
本文利用x射线CT获取反映岩心微观结构的三维数字岩心,利用数学形态学中的开运算模拟了岩石的油驱水排驱过程中,不同含水饱和度下油和地层水在孔隙空间中的分布。利用有限元方法计算了岩石电阻率,进而得到岩石地层因素和电阻率指数,并考查了岩石润湿性对岩石电阻率指数的影响。数值模拟结果表明：基于数字岩心的水湿岩石地层因素和电阻率指数数值模拟结果与实验结果一致,拓展了岩石电阻率实验的能力;岩石润湿性对岩石电性有重要影响,在相同含水饱和度下,油湿岩石电阻率高于水湿岩石电阻率,油湿岩石饱和度指数远大于水湿岩石饱和度指数。 相似文献
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受压岩石在破裂过程中,视电阻率会出现明显的变化,其异常形态与实验条件有很大的关系. 实验中对磁铁石英岩样品施加了单轴压缩,岩石的破裂经反复加载和卸载实现,并在岩样的裂隙中注入了食盐溶液. 在实验的各阶段,对样品的主剖面重建出一系列内部真电阻率分布的图像,揭示了介质内的微细结构,从而探讨了视电阻率变化的原因. 实验发现,岩石中裂隙的存在及所含液体的饱和状态,是岩石在主破裂前控制电阻率变化的两个最重要的因素;低应力状态属常态导电过程,孔隙度的变化是主要因素;高应力状态属裂隙表面导电机制,随着破裂面在岩体内部出现,水和孔隙有了完全贯通的平面,多种导电机制都得以发挥作用. 此外,体导电结构的变化在宏观上表现为各向异性和图样有序性的增强. 相似文献
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为了进一步认识泥质对岩石宏观电性的影响规律，本文利用非规整三维逾渗网络模型，通过数值模拟研究了不同矿化度下泥质对岩石电性影响的规律. 模拟结果表明：在中低矿化度下，泥质对岩石导电整体上呈现减阻作用，随着泥质含量的增加，电阻率降低的速度减慢；中等矿化度下泥质的减阻效果明显弱于低矿化度下的减阻效果；在高矿化度下泥质对岩石导电整体上呈现增阻作用. 在高矿化度、高含水饱和度下泥质对岩石电性的影响较小. 泥质起减阻、增阻作用的具体矿化度范围取决于储层的孔隙度、连通性以及地层温度等特性. 相似文献