不同围压条件下花岗岩变形破坏过程中的声发射时序特征.pdfVIP

第 43 卷 第 6 期 地 球 物 理 学 报 Vol . 43 , No . 6 　 　2000年 　1 1月 　 　 　 　 CHIN ESE J OU RNAL OF GEOPH YSICS 　 　 　 　　 Nov . ,2000 [文章编号] 　000 1 - 5733 (2000) 06 - 0812 - 15 [ 中图分类号] 　P63 1. 4 不同围压条件下花岗岩变形破坏过程中的 声发射时序特征 蒋海昆　张 　流 　周永胜 ( 中国地震局地质研究所构造物理开放实验室 ,北京 　100029) [摘 　　要] 　在室温 、围压 50 —600MPa 范围内,采用以 Pb 为围压介质的三轴实验装置 ,对 花岗岩变形破坏过程中的声发射序列特征进行的研究表明 ,花岗岩强度随围压增加而增大. 低围压下 ,样品破坏时系统不失稳 ,破裂前后声发射稀少且时间分布较为随机. 随围压的增 高 ,样品破坏时系统失稳 ,随后出现粘滑 ;声发射出现时间随围压增加而提前. 以破坏时应力 降发生时间为界 ,一个显著的特征是破前声发射累积数随时间指数增长 ,增长速率随围压增 加而加快 ;而破后各粘滑段的声发射累积数随时间却呈线性增长. 声发射 b 值随围压增加有 ( α) α 减小的趋势. 声发射序列时间结构的 f 谱研究表明 ,其多分形性质主要决定于时间密 α 集特征 ,标度指数 的分布范围随围压增加有减小的趋势. 粘滑过程中 ,应力降幅度 、应力降 释放率及粘滑事件时间间隔均随围压增加而增大 。 [ 关键词] 　花岗岩 ,高围压 ,声发射 ,时序特征 , b 值 ,标度指数谱. 1 　引　　言 板内浅源强震震源深度主要分布于由花岗岩 、闪长岩等的流变曲线所控制的岩石圈 高强度区段内[ 1 —4 ] . 在实验室模拟深部温度和压力环境 ,监测岩石在受力变形至破坏的 ( ) 过程中内部微破裂形成时的声发射 简称 A E 事件的时空演化特征 ,是研究深部岩石性 质及其破坏特征的有效方法. 根据岩石破裂过程的尺度无关性质[5 ] ,这项工作对认识地 震震源过程 、特别是地震序列的时间演化具有一定的启迪意义. 由于问题的复杂性 ,在研究温度和压力同时对岩石变形破坏过程产生的影响之前 ,首 先研究单因素的影响是必要的. 本文将在室温条件下 ,着重研究不同围压下花岗岩变形 破坏过程中的声发射时序特性. 2 　实验方法与条件 [6 ] 实验在中国地震局构造物理开放实验室高温高压三轴实验系统 上进行. 轴压伺服 [ 收稿 日期] 　1999 - 12 - 06 收到 ,2000 - 04 - 28 收到修定稿. ( ) ( ) [基金项 目] 　中国地震局“九五”重点攻关项 目 9504020 1 , 山东省 自然基金部分资助 Y97 E02079 . 中国地震局地 质研究所论著 2000B00 13 . [作者简介] 　蒋海昆,男 ,生于 1964 年 ,副研究员. 主要从事地震活动性 、地震时空不均匀性的分形描述及实验地球 物理等方面的研究工作. 6 期 　　　　蒋海昆等 :不同围压条件