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岩石受载内部微裂纹扩展及其震源机制反演有助于认识宏观裂纹扩展过程的非线性断裂力学行为.借助声发射监测手段,本文建立了仅涉及微裂纹张开/闭合和剪切滑移的位移不连续震源模型,通过各位置处传感器耦合质量标定及点源远场P波矩张量反演获得了含预制裂纹砂岩受载过程的震源机制解及时变响应特征,在全局坐标系下分析了微裂纹的三种断裂力学行为.结果表明:在位移不连续模型中,震源矩张量特征值与试样泊松比之间必须满足特定约束条件,该约束条件下的优化问题可采用拉格朗日乘子和Levenberg-Marquardt迭代法求解;受载砂岩裂纹扩展过程中,声发射震源以剪切滑移机制占优,微裂纹空间取向及运动方向与试样宏观主裂纹夹角平均值分别为40.9°和17.7°;对微裂纹体积分解表明岩体微观破裂机制以沿X方向I型张开为主,而沿Y方向的II型断裂滑移方向与试样全局变形方向相一致,由于试样内部晶粒分布非均质性造成了少量沿Z方向的III型平面外微裂纹滑移行为;受载砂岩裂纹扩展过程中微裂纹模式角与震源极性值变化趋势一致、利用震源震级评估的局部应力降值与实验观测结果相吻合,这两者均表明了位移不连续模型在震源机制定量反演中的适用性. 相似文献
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对合一条预制中心割缝的大理岩六边形试件进行了对边均匀加压实验，在扫描电镜下实时观测了细观裂纹的起裂、扩展过程，研究了它们与外载大小和方向之间的关系．用实验过程中拍摄的显微照片测量与计算了裂端距（割缝周围次级裂纹开裂点至割缝端点的距离）与外载方向之间的关系，并分析了当加载方向变化时裂纹扩展的特征及变化规律．最后将实验结果与滇西北洱源－鹤庆断裂尾端张性盆地的发育过程做了对比，发现两者在受力方向改变时，次级断层的发育过程具有相似之处． 相似文献
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岩石试验声发射及天然地震的 b 值到底反映了什么样的物理实质,是一个长期以来引起争论的问题.本文运用断裂力学的观点和方法,研究岩石试验试件内微裂纹系中各裂纹的扩展顺序及声发射能量,由此确定整个声发射序列,并进而确定 b 值.如果假设裂纹长度的分布密度函数为 p()=B-.经过力学分析和数学推导,可得到关系式 b=3/2.由此看出:b 值的物理实质是,它反映了介质的断裂构造状态————包括介质中裂纹系的空间分布及其它影响材料中裂纹扩展的物理量(如断裂韧度、摩擦系数等)的空间分布.这一结论与大多数实验及观测结果相符.我们的研究结果与茂木清夫观点有共同之处.茂木清夫认为:介质的不均匀性是决定 b 值的重要因素.介质的不均匀性一词固然也包括了介质的断裂构造状态在内,但是本文之观点比茂木更进一步说明了问题的实质. 相似文献
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本文根据地震的断层说观点在室温、围压600—1,200巴条件下研究了具切口的花岗闪长岩、辉长岩和大理岩试件的破裂发展过程。在连续增加的差应力作用下观测到:切口内部充填的软弱夹层首先发生剪切变形和破裂,接着在切口端部一侧扩展张性裂纹,然后在切口前缘方向扩展剪切裂纹,最后发生贯通试件的剪切和张裂-剪切主破坏。张裂纹扩展长度受到围压的强烈抑制。岩石的切口结构和岩性变化对破裂迹线的空间展布和主破坏机制有重要影响。讨论了实验结果在断层扩展型地震的形成过程及其在预报预测方面的意义 相似文献
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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
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本文主要以岩石试件切口在单轴压缩条件下的扩张来模拟大陆内部断层端部扩张型地震的孕育过程。在实验中观测了试件在外力作用下的应力-应变关系、张裂纹和剪切破坏在时间和空间上的扩展顺序,以及由此引起的声发射和纵波走时变化特征。根据实验结果讨论了由断层端部扩展引起地震的前兆——如断层蠕滑、前震迁移路径、地下水和地形变等各类地震前兆上显示的差异性,对于观测前兆和前震区与主震区的相对位置,具有一定的指导意义 相似文献
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在研究地震孕育及震源破裂的问题时,用三维破裂来模拟地震破裂过程,比二维破裂与实际更加接近。我们设计了一组实验,采用几种不同的材料（玻璃、有机玻璃和大理石等）做成平板试件,在其中心预制非穿透裂纹,并在单轴压下进行了实验研究。 实验结果表明,非穿透裂纹与穿透裂纹的扩展情况有质的差别。非穿透裂纹的扩展并不沿原裂纹面延伸,而是沿裂纹前缘扩展出许多裂纹面,每一个破裂面都是复杂的扭曲、拐折的曲面。这可能意味着实际地震断层的扩展情况也是极为复杂的。 相似文献
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为了研究地震过程中断层面的相互作用,设计了四类裂纹面状况不同的断裂力学实验。实验结果表明,裂纹面的状况对于含裂纹材料的σc(21/2)值有强烈的影响,并利用断裂力学的原理对结果进行了分析。 实验中解决了如下技术关键: 1.可用三点弯曲、局部受拉、单面启裂、双面贯穿的方法,在脆性材料板状试件（玻璃板、岩石板）以及有机玻璃板中预制中心穿透裂纹。 2.在裂纹端部预计裂纹扩展的区域内粘贴电阻应变片,用以判断并测量裂纹初始扩展及其相应的破坏应力σc的方法。 相似文献
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The 1995 Northern Niigata Earthquake with special attention to a geopressured hydrothermal system 总被引：1，自引：0，他引：1
The 1995 Northern Niigata Earthquake of magnitude (M) 5.5 occurred at the eastern margin of the Niigata seismic gap and might have been a precursor of a large destructive earthquake. The anomaly areas in temperature, electrical conductivity and Cl- concentration of groundwater were approximately coincident with the area of the seismic intensity 6 on the Japan Meteorological Agency scale, and convincingly demonstrated the presence of a buried active fault beneath the epicentral area, as was suggested by a linear distribution of seismic intensity 6. These anomalies of groundwater were created by the expulsion of geopressured hydrothermal water along an active fault. Anomalies in local groundwater and hotspring systems associated with the earthquake and the proximity of the earthquake to the Niitsu oil field led to an interpretation that the earthquake might have been triggered by activity within the geopressured hydrothermal system. The accumulation of geopressured hydrothermal water in combination with high rock temperature might reduce fracture strength of the rock, and trigger earthquake occurrence. 相似文献
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多年的实测数据表明,大桥水库的坝前水位年变化约40m,库水对库盆的静压变化大约为4×105Pa,比固体潮的作用大2个量级,水库的蓄水和放水是对库区影响最大的加卸载力源。根据加卸载响应比理论(LURR),用库区的地震频次和能量分别研究在大桥水库诱发M_S4.6地震前后加卸载响应比的变化。结果表明:在大桥水库及附近相对较大的范围和水体附近相对较小的范围内,当库水加载过程中发生小震群时,地震频次加卸载响应比Y_n和C_r值显示高值异常,表明研究区岩石处于临近破裂状态,其后发生4.6级水库诱发地震;蓄水前后地震频次库水加卸载响应比Y_n和C_r值的平均值有明显差异;在大桥水库诱发的4.6级地震前,库水加卸载作用导致的地震频次及能量的加卸载响应比在震前存在明显的高值异常,震后异常消失。大桥4.6级震例表明库水加卸载响应比可有效应用于水库诱发地震的监测预报 相似文献
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The 1995 Northern Niigata Earthquake (M 6.0) occurred at a shallow depth in the Niigata seismic gap. The anomaly areas in temperature, electrical conductivity and Cl- concentration of groundwater trend northeast as linear distribution in the epicentral area and are approximately coincident with the area of the seismic intensity 6 (JMA scale). The distributions of seismic intensity 6 and groundwater anomalies convincingly imaged the presence of a buried active fault beneath the epicentral area. The occurrence of this earthquake and the anomalies of groundwater were related to the expulsion of geopressured hydrothermal system (GHS). All epicenters of the destructive earthquakes along the Shinanogawa seismic belt are actually located in the buried active fault zones characterized by the areas of temperature and geochemical anomalies of groundwater. These earthquakes might have been triggered by the activity of GHS. The expulsion of GHS along an active fault in combination with the thermal softening of fault 相似文献
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本文通过氡射气性能的压力实验,氡射气分配系数实验和岩石的溶滤实验等,对地下水氡及其它地震地球化学前兆机理进行了探讨。实验表明:氡射气的最高值发生在岩石严重破裂时;岩石射气性能高低与其本身的铀含量成正比;岩石在压力作用下射出的氡气在水中的分配大于在气相中的分配;岩石在饱和CO_2水中和压力作用下的溶滤程度要比在纯蒸馏水中和常压下大得多。因此,地震前地下水氡浓度和水中离子组分和气体组分会出现异常变化,而这种变化既与应力作用有关,又与地球内部水-气-岩系统在地震孕育过程中的物理化学作用有关 相似文献
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固体围压下完整花岗岩粘滑现象的实验研究 总被引：3，自引：0，他引：3
本文用完整的花岗岩样品在固体围压三轴实验装置上压缩,研究围压和应变速率对岩样变形破裂过程、粘滑应力降、粘滑复发间隔及样品主破裂几何分布的影响。结果表明,加载速率较低时,粘滑应力降较大,复发间隔较长且分布无规律。加载速率越大,粘滑应力降越小,复发间隔也近似相等,粘滑事件表现出准周期性。围压和应变率较低时,岩石的主破裂会演变成两个交叉的共轭断裂面;而围压和应变率较高时,岩石的主破裂则演变成单一断裂面或入字形断裂面。本文结果对认识中国大陆板内地震孕育、发生及重复过程;研究地震重复发生的机制及影响地震复发间隔的主要因素都有重要意义。 相似文献
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Yu Huaizhong Yin Xiangchu Liang Naigang Xia Mengfen Li Min Xu Zhaoyong Peng Keyin Victor Kukshenko Wu Zhishen Qi Li Surguei Elizarov 《中国地震研究》2003,17(3):227-235
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
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大量震例表明地震前后可以观测到地下水成分的变化。 本文通过差应力下花岗岩与水反应实验模拟研究花岗岩含水层在应力积累至破裂过程中水化学组分的变化, 并探讨了地震水化异常的形成机理。 实验结果表明, 随着差应力及其加载时间的增加, 溶液中不同离子浓度均呈现不同程度的增加, 其中Na+、 K+和Cl-的浓度变化最明显。 随着差应力的增加, 三种离子浓度分别增加到3.3、 2.5和11.6倍。 随着加载时间的增加, 三种离子浓度分别增加到3.2、 3.1和12.5倍。 这种变化可能主要与花岗岩中矿物的溶解有关, Na+、 K+和Cl-可作为花岗岩含水层地震水化前兆监测的灵敏组分。 相似文献
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声发射技术在岩石力学研究中的应用 总被引：19，自引：0，他引：19
随着地震预报研究的开展,岩石力学与地震预报的联系越来越紧密。声发射技术是岩石力学研究中十分重要的工具之一。本文对声发射技术作了简单的介绍,评述了它在岩石力学研究中的应用,介绍了用声发射技术研究地震序列和破裂机制的一些结果。 相似文献