无源微波遥感用于地震预测及物理机理研究

对不同岩性的岩石进行了无源微波遥感用于地震预测的实验研究，实验在等温过程加载条件下进行．实验得出岩石的微波辐射能量随岩石的应力状态变化而显著变化，这个变化完全由应力引起，与温度无关．将介质所处的应力状态同介质的微波辐射能量变化与物理机理直接地联系了起来，为无源微波遥感观测地球表层应力场分布和预测地震奠定了物理基础，并提供了实验依据．本文提出了无源微波遥感预测地震的两种物理机理，即热能激发机理和机械能激发机理；提出了由无源微波遥感探测结果，反演介质应力状态和温度状态的方法．

滇西实验场地磁总强度的变化分析

采用滇西实验场流动地磁总强度差值的测量资料,应用地磁差值年变率、年同期处理计算方法,着重分析研究了滇西实验场及其附近发生的1996年2月3日～7日丽江地震（震群）、1995年7月10日～12日孟连中缅交界地震、2001年4月10日及6月8日施甸地震和2001年10月27日永胜-宾川地震有关流磁差值年变率及年同期差值的异常变化特征。结果表明,在上述地震前,滇西实验场流磁差值年变率及年同期差存在明显的异常变化。该异常变化特征为:先从震中区的外围开始出现异常点,形成一定范围的异常区域,然后逐步向震中区发展,地震发生在异常区内或外围边缘地区。这些结果对滇西实验场Ms≥5.0地震的短期预测具有重要意义。

浑源—阳原M_S5.6地震流磁差值年变率短期异常追踪分析

1999年 1 1月 1日 ,在浑源—阳原发生了 MS5.6地震。中国地震局综合观测中心根据首都圈中西部至晋北地区流动地磁出现的异常情况 ,应用差值年变率方法预测地震的异常判据和异常指标 ,着重对浑源—阳原 MS5.6地震前后流磁异常演化过程进行了异常追踪分析。对此次地震提出了较好的中短期预测。

雷达用于地震预测的基础实验研究

为将雷达技术应用于地震预测,在实验室对花岗岩等不同岩性的27个岩石试样进行了加压实验观测研究,使用的雷达测量仪器是美国HP公司生产的专用RSC测量系统,观测8mm,2cm,3cm和5cm四个雷达波段,在加压的过程中自动连续测量岩石试样的雷达波反射强度随压力的变化,实验表明:反映岩石试样微波反射特性的雷达波反射强度随压力变化而变化,在实验的27个岩石试样中,无一例外,只是在不同试样、不同波段或不同极化方式的实验中存在变化幅度和趋势的差异.岩石试样反射波强度的相对变化量为百分之几到百分之十几,花岗岩的最大变化量达到20.2%(113号试样),砂岩的最大变化量达到27.9%(212号试样).实验结果为将雷达技术应用于地震预测、岩体及岩土工程稳定性监测和稳定性评价提出了实验依据,奠定了物理基础.

红外遥感用于地震预测及其物理机理研究

在等温过程加载的条件下 ,实验得出岩石的红外辐射能量随压力变化显著变化的结果。这个变化与温度无关 ,完全由压力引起 ,这就证明了机械能能直接激发岩石分子振动态能级之间的跃迁 ,不需要经历岩石生热的中间物理过程。这一物理现象的发现 ,为用红外遥感观测地球表层应力场分布和预测地震奠定了理论基础 ,提供了实验依据。提出了由温度异常引起的红外辐射能量变化和由应力引起的红外辐射能量变化以及将两者分离出来的理论与方法 ,进而反演介质的温度和应力 ;提出了红外遥感预测地震的两种物理机理。

红外遥感用于大型混凝土工程稳定性监测和失稳预测研究

在等温过程加载条件下 ,实验得到混凝土的红外辐射能量随压力变化而显著变化的结果 ,这个变化与温度无关 ,完全由压力引起 ,不需要经历生热中间物理过程。这一物理现象在国内外未见报道 ,为混凝土工程应力测量提出了新原理、新方法和新技术 ;为红外遥感测量应力和温度异常用于工程稳定性监测和失稳预测等领域 ,提供了实验依据 ,奠定了物理基础 。

水在岩石红外辐射中的作用研究

对水在岩石红外辐射中的作用进行了实验研究。实验表明岩石含水后其红外辐射能力比同种干燥岩石有所降低。不同红外波段的辐射能力降低程度不同。在岩石加载的过程中，岩石的红外辐射能力随应力增加而增加。含水岩石的红外辐射能力随应力的增加大于同种干燥岩石的增加量。

地下流体长趋势异常变化与强震预测的初步研究

以华北、川滇、青藏东北缘、新疆及邻区等重点地区的地下流体观测点为基础,选择水位、水氡、水温、汞等长期观测资料,进行了历史强震震例的地下流体长趋势资料处理、干扰排除和异常提取的方法和技术的研究,初步建立了分区的强地震地下流体长期预测指标并探讨其异同。

跨断层流动形变监测环境及监测技术探讨

对首都圈地区跨断层流动形变监测环境的考察发现,某些监测场地中(近20%)存在一定的非地震因素影响。为减少非地震因素的影响,跨断层流动形变水准和基线应该同桩观测;测量仪器应该由具有更高测量精度和稳定性的DiNi电子水准仪代替Ni002光学水准仪,用Di2002甚至TC2003和TCA系列仪器代替传统的24 m基线尺。

华北强震前地下流体长趋势变化特征及其产生机理的研究

分析了华北地区自1976年以来MS≥6.0地震前地下流体长趋势变化的形态、演化特征。结果表明:地下流体长趋势变化出现时间早、范围广,具有协调性、重复性、迁移性等特性,主要沿构造带迁移,迁移方向为外围向内迁移或内部向外迁移;形态主要为趋势转折、破年变、加速等,其中绝对大多数为趋势转折变化;地下水位分析表明长趋势变化绝大部分呈现为缓慢上升或下降减缓的走势。对比研究了地壳形变与地下流体长趋势变化,发现地壳形变长趋势时间早于地下流体;形变出现张压变化与水位变化有比较密切的关系,即形变绝大部分出现缓慢压性变化或张性减缓变化,水位绝大部分出现缓慢上升或下降减缓变化。最后讨论了强震前地下流体长趋势变化产生的机理:在地震孕育过程初(早)期,构造应力的缓慢增强将使岩体所含裂缝闭合,地壳发生变形,从而改变岩体的空隙率及相应的孔隙压力和渗透率,引起诸如地下流体长趋势动态异常变化;构造应力缓慢增强并向未来震中聚集,造成地下流体长趋势动态异常变化向震中迁移;而深部物质的不断上涌和影响范围增大致使地下流体长趋势动态异常变化向外围迁移。

黑体辐射公式的积分解及应用

为了计算黑体在有界域 (λ1 - λ2 或 ν1 - ν2 )的辐射量 ,需对黑体辐射公式在有界域进行积分。本文对普朗克积分方程和瑞利 -金斯积分方程在有界域进行了求解 ,并给出了解析式。应用普朗克积分方程有界域 (λ1 - λ2 )的解 ,我们对不同岩性的岩石和土壤进行了不同物理温度实验 ,得出 :岩石和土壤等非黑体物质的辐射温度随波长的变化而变化 ,对于不同波长 ,辐射温度相差几度到十几度 ;在实验的试样中 ,绝大多数试样的辐射温度随波长变化出现了明显的 3个极大值和两个极小值 ,个别试样出现了明显的 4个极大值和 3个极小值 ;所有试样的辐射温度随波长变化的总趋势是随波长增大而减小 ;

首都圈跨断层流动形变观测资料映震能力及场地监测能力分析

首都圈最早建立跨断层流动形变监测网始于20世纪60年代末,主要布设在北京周围广大地区,覆盖了主要活动断裂带。在过去的40多年里,首都圈地区及附近发生了多次强震,如1976年唐山7.8级、1989年大同6.1级和1998年张北6.2级地震等。本文首先对首都圈地区的跨断层流动形变观测资料进行了映震能力分析,然后探讨了监测场地的监测能力。结果表明,首都圈地区跨断层流动形变69.64%的观测资料和75.00%监测场地对已发生的较强地震具有较好的映震能力及监测能力,能够较好地捕捉到强震孕育、发展、发生等前兆异常信息。

汶川8.0级地震前地下流体长趋势变化特征讨论

通过对汶川MS8.0地震震中周围地区震前地下流体长期观测资料的分析表明,震前地下流体出现了长趋势变化,其特征是时间早、范围广,具有协调性以及向未来震中迁移等特征,形态主要为趋势转折、破年变、加速等,其中大多数为趋势转折变化。进一步对比研究地壳形变、地下流体长趋势变化发现,地壳形变和地下流体长趋势变化迁移特征一致,地壳形变长趋势时间较早于地下流体长趋势变化时间,形变出现张压变化与水位变化有比较密切的关系,即形变大部分出现缓慢压性变化或张性减缓变化,水位大部分出现缓慢上升或下降减缓变化。最后讨论了地下流体长趋势变化机理。

无源微波遥感用于监测混凝土工程稳定性的实验研究

在等温过程加载条件下 ,得出混凝土等固体物质的微波幅射能量随压力变化的实验结果 .实验证明了机械能可直接激发固体物质分子的转动态能级发生跃迁 ,不需要经历生热的中间物理过程 .这一物理现象把应力同微波辐射能量从物理上直接联系了起来 ,为无源微波遥感用于测量大型混凝土工程应力场分布、演变 ,用于岩土工程稳定性监测和失稳预测 ,提供了实验依据 。

关于震磁关系“综合解释”层次的初步分析

从系统分析的角度出发，提出以磁报震的实质是综合预报，而综合预报的基础则是综合解释。作为一个认识系统，以磁报震的综合解释主要由４个层次（４个要素）组成，即地磁场异常变化（层次Ⅰ），构造环境及应力场的变化（层次Ⅱ），系统相关要素的变化（层次Ⅲ），外部环境要素的变化等（层次Ⅳ）。以磁报震不应简单归结为完全以地磁异常变化为基点的地震预报，而应是由多要素（层次）组成的有机分析系统，即在以层次Ⅰ为核心的认识基础上，兼顾其他要素（层次）的分析。只有做到综合解释，才能实现真正意义上的以磁报震。

微波遥感在岩土工程中应用的基础实验研究

由电磁辐射理论知道 ,物质的微波辐射是热能激发组成物质分子的转动态能级跃迁辐射出的电磁波。在等温过程加载的条件下 ,对岩石和混凝土进行了 2 cm、3cm、1 0 cm 3个波段以及水平和垂直两种极化状态的实验 ,得出岩石和混凝土的微波辐射能量随压力变化而变化的实验结果 ,实验了不同岩性岩石和不同强度混凝土共计 40个试件 ,无一例外。变化规律是 :在 2 cm和 1 0 cm波段微波辐射能量随压力增加而增加 ,在 3cm波段微波辐射能量随应力增加而减少。

由遥感资料反演介质应力状态的原理与数学方法

实验证明 ,当物质 (体 )受到应力作用时 ,应力能够引起物质 (体 )电磁辐射能量发生改变 .遥感器接收到的电磁辐射能量是由受载物体自身温度和应力共同引起的总辐射能量 (观测值 )组成 .如何将二者定量地分离开 ,进而反演介质所处的温度状态和应力状态 ,在地震预测预报、大型岩土工程稳定性监测中 ,是一个具有实际意义的问题 .本文详细论述了如何采用多波段遥感观测 ,通过数学手段将二者分离并反演应力的方法 。

流动地磁数据记录与数据处理软件包的主要功能

如何应用微机对流动地磁观测数据进行处理以及应用便携式计算机在野外代替手工记录，是将地磁观测资料依据震磁预报关系迅速而规范地进行处理的一个重要问题。原有的数据处理软件和记录程序有较大的局限性，例如就数据处理而言，汉字系统的模块只限于２．１３系统的打印与...

野外地磁测量的记录软件

就流动地磁观测如何应用 PC—1500计算机代替手工记簿-实现记录方式的“变革”,提出一种新的记录软件。该软件的全部源程序均采用 BASIC 语言编写,其主要功能包括:①记录野外地磁观测数据,计算各种均值、桩位差、仪器差,并判断是否符合地磁规范要求。②数据的打印与存储。

Principle and mathematical method for inverting stress state of a medium from the remote sensing data

It has been proved through experiments that the electromagnetic radiation energy of a substance will vary when stress acts on the substance. This moment, the electromagnetic radiation energy (observation value) received by the remote sensor is triggered not only by the substance temperature and also by the stress. Separating quantitatively these two kinds of electromagnetic radiation energy and then inversing the actual temperature state and stress state of a medium is a matter with practical significance in earthquake prediction and stability monitoring for the large-scale geotechnical engineering. In this paper the principle and the mathematical method for inversing stress by using multiband remote sensing data are discussed in detail. A calculation example is listed.