模拟引潮力作用下岩石破坏前兆的实验研究——加卸载响应比（LURR）理论和能量加速释放（AER）

大地震前加卸载响应比升高和能量加速释放这2种现象可以用来对地震进行中期预报。同时，加卸载响应比升高和能量加速释放有相同的物理机制。实验对于揭示地壳岩石的变形和破坏规律是非常重要的。在三轴应力条件下进行了岩石破坏声发射实验，声发射技术是研究岩石变形破坏微观机理的重要手段。为了模拟日月引潮力对地球的加载和卸载作用，在一常数加载率的轴向压力作用下，叠加上微小的正弦扰动，力求能够模拟地下岩石复杂的受力状态。实验过程中记录到大量的声发射信息，声发射记录包括声发射发生的时间、空间坐标和振幅，它能够反映岩石试件内部每一个损伤（微裂纹）发生的时间、地点和强度。利用声发射记录系统地分析了岩石试件破坏前能量释放及加卸载响应比的演化情况，结果显示，岩石试件宏观破坏前出现了能量加速释放及加卸载响应比剧增这2种前兆现象，从而对地震临界点理论给予了实验支持，同时也为地震预测提供了实验依据

地震临界点理论的实验研究

按照临界点理论 ,在大地震或岩石等脆性材料破坏发生之前能量会加速释放 (AER) ,这种加速过程呈幂律变化 (power law) .本文通过大尺度岩石破裂声发射实验 ,对这一临界现象进行了研究 .实验分别采用 3种岩石试件 ,并且实现了不同轴压加载历史以及三轴应力状态 ;实验利用声发射技术记录了微裂纹产生和扩展时所释放的弹性能 (声发射 ) ;实验结果证实了临界点理论 ,在不同的实验条件下 ,岩石材料在受压破坏之前弹性能会出现明显的加速释放过程 .本文还对使用AER预测中期地震进行了初步研究

Acoustic emission experiments of rock failure under load simulating the hypocenter condition

A series of acoustic emission (AE) experiments of rock failure have been conducted under cyclic load in tri-axial stress tests. To simulate the hypocenter condition the specimens are loaded by the combined action of a constant stress, intended to simulate the tectonic loading, and a small sinusoidal disturbance stress, analogous to the Earth tide induced by the Sun and the Moon. Each acoustic emission signal can indicate the occurrence time, location and relative magnitude of the damage (micro-crack) in the specimen. The experimental results verified some precursors such as LURR (Load/Unload Response Ratio) and AER (Accelerating Energy Release) before macro-fracture of the samples. A new parameter, the correlation between the AE and the load, has been proposed to describe the loading history. On the eve of some strong earthquakes the correlation between the Benioff strain and the Coulomb failure stress (CFS) decreases, similar to the variation of LURR prior to strong earthquakes

Experimental study of state vector

在地震等灾变的发生之前,会出现一定的前兆现象.文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

态矢量方法的实验研究

在地震等灾变的发生之前，会出现一定的前兆现象。文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