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一图搞懂声发射与地震 精选

已有 2097 次阅读 2019-11-4 10:21 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦| 声发射, 地震

看文献时,经常看到有些学者搞不懂声发射(AE)与地震(EQ)的概念,觉得有必要科普下,以便于大家写文章时用准术语。

其实,不管声发射还是地震 (Fig.1),都是岩石脆性破裂释放弹性应变能的产物。在室内小尺度岩样加载试验中,其破裂事件习惯称之为声发射而不称为地震,因为其产生于实验室。地球内部岩石的破裂事件可称之为地震。按破裂事件规模可分为微震、小震、中强震、强震、大震、巨震;按成因可分为塌陷地震、火山地震、人工诱发地震(如矿震、流体注入地震)、构造地震等。 

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Fig. 1 Schematic diagram showing key aspects and parameters associated with rock fracture at different scale (Xinglin Lei and Shengli Ma, 2014)

本来这篇文章写到这里就应结束了,但这样结束难免会令人失望,那就多写几句吧。

既然两者都是岩石破裂的产物,那么学者们可通过室内岩石声发射现象探索地震演化机理。诸多研究已经揭示,从厘米级受载岩样中的微破裂、米级的矿山微震活动到公里级尺度的地震,其频次震级关系与变形时空分布等的一阶统计具有相似性(Lei et al.2003);不同尺度的岩样蠕变试验(Brantut et al.2013)表明,其通常具有典型的初始、等速与加速蠕变三阶段特征,且较大破裂或宏观破裂常由微裂纹成核、扩展与连通而成;Vallianatos 等(2013)也指出,从实验室尺度到地球尺度的岩石(体)断裂过程行为可能具有普适性。

尽管诸多学者已在不同尺度的岩石损伤断裂研究中取得了重要进展,但仍存在以下不足:(1)未注意发震结构与岩样在几何方面的区别;(2)未注意两者在加载和环境方面的区别。从事岩石力学的学者们知道,岩石的几何条件、其所处的温压环境以及对其的加载速率等,会影响岩石的均匀性与脆性,而这些属性又会影响其力学行为。鉴于此,需在澄清发震结构的基础上有的放矢开展研究,以少走弯路。

 

参考(略)




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