地震序列类型的岩石破裂实验研究

采用花岗岩和砂岩拼合的岩样,做单面直接剪切破坏实验,并以微破裂信息存储分析系统连续采集信号。通过波形图研究发现,诸如“前破—主破—余破型”、“主破—余破型”、“群破型”、“双破或多破型”、“孤立型破裂”等都有波形记录,而大破裂前的“平静”、“密集”、“低频扰动”及“慢破裂”现象也有波形显示。这些结果与天然地震很相似,几乎所有天然地震的类型和震兆异常都能在声发射破裂实验中得到发现和验证。实验还显示,在低应力阶段破裂类型较单一,但随着应力升高和逼近主(大)破裂,破裂类型越来越多,而且低频成分变多的破裂增多,慢破裂也增多。

基于矩张量的深埋隧洞岩爆机制分析

以锦屏二级水电站微震监测数据为基础,将矩张量引入到深埋隧洞岩爆机制分析研究中。对分析过程中遇到的2个关键问题提出了针对性的建议:①隧洞工程为线性工程,传感器布置空间有限,难以形成良性传感器阵列,矩张量分析结果的可靠性受到很大的影响,为此,提出了数值计算过程中的坐标系空间旋转法。该方法按最优路径旋转隧道坐标系,使对于同一个事件的每个传感器,源-传感器射线到新坐标系的3个方向余弦差值在10倍数值范围以内,在数值计算过程中,可以得到较理想的矩张量结果。②针对Ohtsu使用矩张量分解判断岩石破裂类型的方法中,提出的各分量比重计算公式,仅适用于各分量均为受拉的情况。考虑快速掘进条件下隧洞工程受力方向的不确定性,扩展其分量比重计算公式到更一般适用状态。在此基础上,建立了一套完整的岩爆孕育过程矩张量分析方法。利用该方法对锦屏二级水电站典型岩爆微震数据进行分析,结果表明,该方法可以较好地解释岩爆孕育过程岩石破裂演化机制。