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相似文献
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1.
采用715m埋深的矿井巷道揭露的煤系地层和正断层作为试验对象,由巷道和其侧帮水平钻孔构成相互垂直的二条电法观测线,在断层下盘进行注水,时空域观测二条测线上岩体的地电场响应.试验中动态反演电阻率图像可以跟踪水体渗流运动过程,判定岩体中断层导水性能及其控水作用;自然电位随着岩体内注入水体逼近电极而上升,停止注水而下降,自然电位指示岩体水体渗流的波动规律;激励电流的升降与出水点位置相关,距离出水点越近激励电流上升越明显.试验表明对于受断层控制的深部复杂岩体的水体渗流,可以运用地电场的时空特性进行监测评价.动态地电场监测技术,可用于复杂岩体的导、隔水性能研究.  相似文献   

2.
收集新疆和田地震台地电场数字化以来的连续观测数据,研究台站300 km内发生的M_S≥5.5强震前的地电场岩体裂隙变化特征。结果表明,和田地震台地电场观测场地岩体裂隙发育较好,处于长期集中,而且中强以上地震发生前和田台地电场岩体裂隙优势方位角容易发生偏转和大幅度间断性突跳等结构变异。通过和田台周围5次典型震例解析,发现地震越强,其异常出现得越早;地电场异常的方向性与震中方位有一定关联性,但也与震源区的活动断裂构造性质有关,推测部分异常可能来自震源,故震源区构造是信号传播的最佳通道;和田台地电场的震前岩体裂隙优势方位角异常特征多表现为短期异常信息,易发震周期为45~90 d。该研究进一步推广和检验了地电场岩体裂隙优势方位角异常分析方法在地震预测预报中的应用。  相似文献   

3.
应用自然电场法检测土坝渗漏隐患的技术   总被引:9,自引:4,他引:5       下载免费PDF全文
笔者根据在全国各地进行的数十座水利工程的原位测试资料,概括归纳出一套较为系统的应用自然电场法检测土坝渗漏隐患的技术,该技术将集中渗流在自电电位曲线上的反映归结为窄幅异常、宽幅异常、宽幅双峰异常、多峰异常和塔式异常五种基本形态,并可正确地判断正常渗漏和异常渗漏,解释推断出集中渗漏带的宽度、埋深、走向以及渗流的时空动态,为工程除险加固提供可靠的技术资料.  相似文献   

4.
中国大陆自然电场的前兆机理与特征   总被引:2,自引:2,他引:0       下载免费PDF全文
首先回顾了中国大陆地区震前自然电场前兆特征研究的发展历程.着重论述了震前自然电场的范围、形态、时间、与震级统计关系等前兆特征;指出震前自然电场产生的几种机理:过滤电场、扩散--吸附电位、电化学电位、机电转换效应以及压力作用下黄土层自然电位的变化;分析了自然电场是多种电信号叠加而成的一个综合电位,趋势性背景、季节性变化、地震信号和干扰因素都会引起岩石电阻率、土壤中溶液的溶解度和电离度、地下水的渗透条件、大地电场和自然电场的一系列变化.而面导电机制、体导电结构的变化造成宏观电阻率各向异性的增强并形成各测点间的电位异常,其形成机理和电磁响应特征的研究都能较好地认识地震前兆.  相似文献   

5.
应用VAN法、波形分析法、潮汐谐波分析等对华北地区观测资料质量较好的地电场台进行研究,结果表明,华北地区地电场波形日变幅度范围为2.35—11.12 mV/km;VAN法在华北地区有一定的震例对应,如2003年5月22日河北唐山ML 4.1、2006年7月4日河北文安ML 5.1、2010年3月6日河北滦县ML 4.7等地震前河北昌黎地震台都曾记录到地电场异常信号,存在震前地电场SES的场地效应;华北地区岩体裂隙优势方位α角一致性较差,波动范围约为20°。  相似文献   

6.
岩石破裂过程中的超低频电磁异常   总被引:34,自引:2,他引:34       下载免费PDF全文
震前电磁场和大地自电位的异常是重要的地震前兆现象.在零磁空间对超低频段的磁场和自电位的变化进行了岩石破裂的实验研究,细致地揭示出电场、磁场出现异常变化的全过程,对深入认识超低频电磁信号的微观机理具有重要的意义.实验发现,岩石受力后应变、电位和磁场的缓慢变化在空间分布上是首先在近破裂源处出现,继而随裂纹的发展而改变位置;在时间序列上先出现自电位异常,然后是超低频磁场的变化;在异常形态上,超低频电磁信号呈现出早期、中期、晚期3个阶段的明显差异.研究表明,岩石微破裂引起裂隙尖端处的电荷分离. 静电荷在局部区域的积累和运移,导致了自电位的脉冲状变化;而在主破裂阶段,积累电荷的急速运动形成瞬间电流,激发了脉冲式的磁场异常.本文详细介绍了这一综合实验的技术步骤和观测结果,并对地震电磁前兆的微观机理进行了探讨.   相似文献   

7.
自电位层析成像的理论与实验研究   总被引:1,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
为研究自电位异常场的物理机制,本文根据Patella半无限空间自电位层析成像的理论方法,对有限边界条件下的图像重建进行了研究,根据四边形界面处自电位的测量数据,重建出异常电荷的二维概率分布.文中对图像重建进行了数值模拟,分析了改进成像精度的措施,并对受压岩石的破裂过程开展了实验模拟研究,成像结果表明,实验中发现的岩石破裂的裂隙同正电荷出现的最大概率区域的位置基本一致,反映了裂隙尖端处正负电荷分离的微观过程.  相似文献   

8.
为了探讨深部岩体在破裂过程中气体运移规律,本文利用改进后电液伺服岩石力学三轴试验机和高精度气体监测装置,依据深部工程开挖后岩体中应力变化特点对加拿大Creighton矿区花岗岩样品进行温度-压力实验.在实验中观测到随着温度升高样品外表面连通裂隙内游离气体热膨胀向外界逸散,释放气体中各组分浓度变化趋势与温度成正相关.在温度和单轴压力作用下花岗岩样品破裂成核前监测到声发射密集出现,破裂产生大量张性裂隙为游离气体提供储气空间,短时间内造成气体压力突降并在裂隙内外之间形成压力梯度,驱动外界气体向新生裂隙回流.裂隙区域充满回流的气体后溢出CO_2、CH_4和H_2S.在围压持续增大过程中裂隙逐渐闭合同时排出大量游离气体.根据实验结果分析并讨论在岩体破裂过程中气体运移规律.  相似文献   

9.
大地电场岩体裂隙模型的应用基础与震例解析   总被引:7,自引:0,他引:7       下载免费PDF全文
应用大地电场岩体裂隙模型,对中国大陆主要块体内电磁环境、装置系统较好的40个台站进行分析,发现80%场地岩体裂隙结构处于发育阶段、15%场地裂隙处于排列有序的长大阶段、5%场地岩体较破碎,这些不同阶段的岩体裂隙结构对应着不同的大地电场幅度、方向变化特征.通过对2013年至2018年3月中国大陆6次典型震例解析,发现在强震震中200km范围内,岩体裂隙处于长大或发育好的场地较集中,而且这些场地在强震前更容易发生岩体剪裂、裂隙优势方位偏转和大幅度突跳等结构变异,200km外场地裂隙优势方位多发生突跳现象.总体上,这些现象还具有时间准同步性、场地选择性特点.  相似文献   

10.
自然电场(又称自然电位)是由地下矿体、电解质与周围介质之间、以及地下岩石结构体之间的物理化学反应产生,包括氧化-还原电场、过滤电场、接触-扩散电场等.一般情况下,自然电场具有局部性和相对稳定性等特点,也会由于局部性的地下水系、裂隙的变化,产生在时间和空间上的剧烈变化等.自然电场的物理意义比较明确,变化(孕震)机理相对明晰,在唐山7.8级地震、海城7.3级地震、松潘7.2级等中强以上地震前后,记录到了可能与地震孕育有关的变化形态.  相似文献   

11.
12.
深部隧道围岩分区破裂颗粒流模拟研究   总被引:2,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
深部岩体处于"三高"环境下,表现出不同于浅埋岩体的性质,其变形破裂规律更为复杂(分区破裂、片帮、塑性流动、岩爆等),为了准确描绘深部隧道围岩变形破裂规律,采用PFC从微观角度研究深部岩体的宏观响应。研究发现:随着隧道埋深增加,压力增大,由浅部围岩表面塑性破坏变为深部围岩破裂扩展,破裂区域呈交替分区破裂向深部发展,破裂区的间距与岩性和埋深有关;从横断面看,拱腰先出现破裂,然后拱脚出现破裂,最后贯通形成破裂区;若围岩表面施加外力,破裂区域减小,分区向深部移动,因此预应力锚杆有效地改善了围岩承载特性;研究结果与模型试验吻合,符合深部岩体卸荷作用下的变形破坏规律。结论可为深部岩体工程设计施工提供参考。  相似文献   

13.
The mechanisms of finite brittle strain   总被引:1,自引:0,他引:1  
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14.
Vertical stresses in the earth's upper crust may be evaluated by the depth times the average unit weight of the overlying rock mass; however, the horizontal stress is difficult to obtain. Rock usually contains joints or cracks, and its fracture toughness is limited. If the horizontal stress acting on a cracked rock body exceeds a certain range, the crack will propagate and lead to rock fracture; and if a cracked rock is stable, the horizontal stress must be within a certain range. Therefore, from the stability condition of cracks, the range of horizontal stress can be evaluated. In this paper, a collinear crack model is employed to establish the cracked rock stability condition, and our theoretical results generally agree with the in-situ measurement results. The theoretical results can well explain the phenomenon that the ratio of horizontal stress to vertical stress near crust surface is scattered in a wide range, but in deep zone, it is scattered in a narrow range.  相似文献   

15.
The presence of Cenozoic deposits along the Norwegian Atlantic margin required extensive erosion of the Scandinavian Mountains in a generally cooling climate from the Oligocene to the present. The volume of the deposits implies that the transfer of mass from the inland area to the offshore shelf induced isostatic displacements on a kilometer scale. However, except for glacial excavation of the deep fjords, little is known about the distribution of Cenozoic inland erosion. A long-lasting paradigm incorporates remnants of peneplains at high elevation and assumes very little Cenozoic erosion on these surfaces through time. This scenario has recently been challenged by quantitative geomorphological studies indicating that the matrix of Cenozoic sediments deposited offshore must have been sourced from these surfaces. An alternative explanation for the present-day high-elevation low-relief surfaces is therefore that they evolved throughout the Cenozoic because of glacial and periglacial erosion processes that are known to vary strongly with altitude. Here we explore the implications of the latter scenario by reconstructing a pre-Cenozoic fluvial landscape without elevated low-relief surfaces. We use the present-day offshore sediment volumes for constraining the total Cenozoic erosion, and we find that a likely pre-Cenozoic fluvial landscape is only in few places more than 1 km higher than today. The rock mass of the offshore sediments is generally used for filling the fjords created during the Quaternary glaciations and for restoring concave river profiles from sea level to the peaks. Our reconstruction is based on a fluvial landscape algorithm and considers the isostatic response to the transfer of rock mass – from the basins onto the onshore area. A comparison between the reconstructed and the present-day topography demonstrates that offshore tilting of pre-Cenozoic strata can be partly explained by flexural isostatic compensation in response to the Cenozoic erosion and deposition. Locations of future thermochronometry studies for testing Scandinavian landscape evolution models are suggested based on temperature estimates of the present-day surface buried beneath the erosion products restored from the offshore basins.  相似文献   

16.
流体/水分在地球演化过程中具有重要作用,它的存在可以提高地质体的扩散及蠕变,降低岩石/地幔的固液相限,对地质体的地球物理性质、地质灾害诱发、地质构造演化等都有着重要的作用.在板块俯冲区,流体/水分的影响贯穿了整个动力学过程,但板块深部脱水还存在着争议,且目前系统地研究水分在整个俯冲中的迁移过程及其地球物理意义的工作还较少.本次研究以我国东北地区为例,借助于地球动力学数值模拟,利用二维岩石化学-热-力学耦合的数值计算程序,建立西太平洋板块向欧亚大陆岩石圈俯冲的数值模拟模型,模拟了板块俯冲整个连续动力学过程中流体/水分的迁移过程.模拟与分析结果表明,板块俯冲过程中水分的迁移过程可分为三个阶段:洋壳水化、板块浅(中)部脱水、板块深部脱水.进一步揭示了洋壳水化过程中水分渗流通道形成、水分渗流以及板块及地幔物质水化反应的机制;解释了板块浅(中)部脱水过程对火山岛弧、弧后盆地及低速异常带形成的作用,以及对~410 km不连续带的影响;模型演化过程中观察到的板块深部脱水现象说明了存在板块深部脱水的可能性,而且板块深部脱水可以较好地解释部分内陆火山以及部分地区地幔柱(岩浆羽)和深源地震的成因.研究展示了板块俯冲过程中水分运移的地球物理意义.  相似文献   

17.
本文采用从法国引进的Metravib热机械分析仪用正弦波加载方式,首次对四种不同孔隙度的饱和砂岩的衰减进行了实验研究,在5~400 Hz的频率,-50 ℃~100 ℃的温度范围获得衰减的热弛豫规律,由此求得它们的激活能和原子振动频率,其激活能和弛豫时间是处在原子和电子的激活能和弛豫时间之间.可见,在饱和岩石的晶粒间界缺陷处参与扩散的是原子、电子.并得出随孔隙度增大,衰减强度和激活能增大,原子的振动速率加快,弛豫时间缩短.在交变应力作用下,由多种矿物晶体胶结而成的饱和砂岩是一种多晶、多相的固体,由于内部结构复杂,损伤、缺陷广布,弛豫衰减是普遍存在的.饱和砂岩中存在的晶界、相界等许多缺陷,以及缺陷间的相互作用,比如饱和岩石中的饱和液体与岩石骨架之间的作用等等都可以产生弛豫衰减峰,弛豫过程还受晶界上原子扩散所控制.由于饱和岩石中的种种缺陷、相界等等导致上述矿物颗粒或晶界之间的多重弛豫,才使弛豫衰减峰变宽,分布宽度增大.用饱和砂岩中特有的饱和液体及砂岩内部结构的复杂性解释了饱和砂岩的衰减机理,很自然地将其宏观衰减特征与微细观结构紧紧联在一起.衰减及其机理的研究既具有科学意义,对地球物理勘探又具有实用价值.  相似文献   

18.
A composite shear wall concept based on concrete filled steel tube (CFST) columns and steel plate (SP) deep beams is proposed and examined in this study. The new wall is composed of three different energy dissipation elements: CFST columns; SP deep beams; and reinforced concrete (RC) strips. The RC strips are intended to allow the core structural elements - the CFST columns and SP deep beams - to work as a single structure to consume energy. Six specimens of different configurations were tested under cyclic loading. The resulting data are analyzed herein. In addition, numerical simulations of the stress and damage processes for each specimen were carried out, and simulations were completed for a range of location and span-height ratio variations for the SP beams. The simulations show good agreement with the test results. The core structure exhibits a ductile yielding mechanism characteristic of strong column-weak beam structures, hysteretic curves are plump and the composite shear wall exhibits several seismic defense lines. The deformation of the shear wall specimens with encased CFST column and SP deep beam design appears to be closer to that of entire shear walls. Establishing optimal design parameters for the configuration of SP deep beams is pivotal to the best seismic behavior of the wall. The new composite shear wall is therefore suitable for use in the seismic design of building structures.  相似文献   

19.
Abstract

The relative importance of data on winter snow accumulation and summer (monsoon) rainfall for estimating annual runoff in the Jhelum River basin, Punjab Himalaya, Pakistan, has been investigated. Strong correlations were found between point measurements of the annual maximum of snowpack water equivalent and of total winter precipitation in the Kunhar sub-basin, and total annual discharge. In addition, total winter snowfall showed a generally significant correlation with annual discharge. Elevation did not appear to play a strong role in determining the usefulness of these measurements, whereas location within the basin relative to large scale precipitation patterns did, in some cases. Monsoon rainfall appeared to be a very poor indicator of annual discharge. The results also suggest that the operation of a continental scale negative feedback mechanism between Eurasian snow cover and the Indian monsoon might be felt in this region of the Himalaya.  相似文献   

20.
王安简  陈运泰 《地震学报》2022,44(6):980-997
安德逊理论表明地震的共轭破裂现象可以用库仑准则解释,断层面夹角与地下岩石内摩擦系数之间存在简单的定量关系。基于本文提出的通过共轭地震计算介质内摩擦系数的方法,对国内外19个具有X形或不完整的X形(L形)共轭破裂特征的地震进行系统性分析,与震源机制、区域应力轴方向等资料进行对比,确定共轭断层面,进而确定共轭面夹角并计算岩石的内摩擦系数。研究结果进一步证实了天然地震的共轭破裂与实验室岩石破裂具有较好的一致性,给出了库仑准则与安德逊理论在大尺度下也成立的证据,表明通过共轭角确定地下介质的内摩擦系数是对地下介质特性认知的有益补充。   相似文献   

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