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。     

介质非均匀性对加卸载响应比峰值异常特征时间影响的数值研究

加卸载响应比方法为非均匀脆性介质的灾变预测提供了新的思路,该方法用加载与卸载响应的差别来定量刻画介质的损伤演化过程。已有的岩石实验研究和地震震例研究,发现在岩石破裂或者地震发生之前,加卸载响应比都会出现异常明显的升高及回落,表明加卸载响应比峰值异常具有良好的灾变前兆意义。震例研究中发现,加卸载响应比峰值异常特征时间呈现...     

某些测试条件对岩石断裂韧度K_(IC)的影响

用带孔边裂纹的三种岩石的厚壁筒试件,以水压致裂法测定了不同条件下岩石的断裂韧度K_(IC).结果表明,孔隙压力、预裂纹深度及加载途径等对岩石的K_(IC)有明显的影响。     

流体传压三轴实验的摩擦力分析

本文从实际问题出发,研究了流体传压三轴实验的摩擦问题,较精确地测出了本实验中的高压容器柱塞的摩擦力,测量结果表明,摩擦力基本上与围压成正比,且与柱塞轴向静水压力之比约为0.05.本文还讨论了其它(实时)测量摩擦力的方法.     

不同方法测定岩石断裂韧度K_(IC)的研究

采用短棒拉伸、直切口三点弯曲梁、紧凑拉伸及带裂纹的厚壁筒试件等四种试验方法测定了花岗岩、大理岩、辉长岩及红砂岩四种岩石的断裂韧度K_(IC).实验结果表明:用短棒拉伸试件测定的K_(IC)的值,明显地高于其余三种方法所测定的值。     

加卸载响应比方法在结构灾变预测中的应用

加卸载响应比方法为非均匀脆性介质的灾变评估提供了新的思路,即用加载与卸载响应的差别来定量刻画介质的损伤程度。为了验证加卸载响应比方法应用于结构失效分析的有效性,首先运用加卸载响应比方法对意大利那不勒斯大学完成的1个2层楼房的加卸载实验进行分析,结果表明:在临近结构破坏之前加卸载响应比时间序列确实出现了异常明显的升高及回落;进而引入岩石破裂声发射实验进行研究,发现采用轴向应变做响应量计算得到的加卸载响应比时间序列与楼房结构的响应比曲线在演化趋势上非常一致。进一步比较声发射能量率和宏观应做为响应得到的加卸载响应比时间序列,发现两者有着较为同步的稳定、异常、升高至峰值、急剧回落的演化过程。为了明确加卸载响应比与结构内部损伤的联系,基于损伤力学方法从理论上对此进行了分析,很明显加卸载响应比值在一定程度上可以反推结构的损伤程度,其演化可以为大型结构健康评估和工程灾变分析提供有益的参考及借鉴。