收藏本站
《中国地震局地球物理研究所》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

岩石破裂过程的自电位异常的研究

龙海丽  
【摘要】: 关于自电位的研究早在二十世纪初就开始了。自电位(self-potential)测量是一种传统的地电方法,能敏感地反映异常电荷的变化,并且测量方法简单、精度高,观测资料的处理也较容易,因此在条件允许的情况下,常采用此法。资料显示,在诸如采矿、水文地质、地热、考古、山体滑坡、堤坝探测等方面都有应用,近年来在地震预报和火山喷发等动态监测方面也实现了成功的应用。我国不少地电台站上都开展了自电位的试验研究,试图在监测地震方面取得经验。 本文首先回顾了自电位的研究进展,发现现有国内外关于自电位前兆的实验缺乏在时间和空间上的系统研究。鉴于此作者参与设计并完成了一组关于岩石破裂过程中电信号变化的实验,实验结果直观的表现出随着岩样的破裂,岩样内部的电场也发生相应的变化。为了更深入地研究这些现象,需要知道引起自电位发生变化的异常电荷的产生和分布状态。因此引入目前在理论上最令人关注的意大利Patella(1997)提出的自电位层析成像理论,试图通过对岩样内部的二维剖面上的自电位进行概率成像,来推断异常电荷的分布,由此来判断岩石破裂与异常电荷之间的关系,揭示自电位发生变化的物理机理。 Patella理论认为点电流源产生的一次和二次场在数学形式上可以表达成若干个异常电荷的静电位之和,因此把求解电荷分布的问题转为求解电场能量密度的分布问题,从而反演出电荷发生概率的二维或三维分布函数,根据重建出的概率图像推断出地下异常电源的分布状况。但Patella理论是基于半无限空间的,即地表边界必须是水平无限延长的,它不适用于有限的边界条件影响不容忽视的情况。但是在现实实验中的样品尺寸是有限的,自电位的测量可以环绕整个样品来实施,因此需要针对这些特点对现有的自电位成像方法扩展,以准确查明异常电荷的分布与动态变化。 本文对Patella半无限空间自电位层析成像的理论方法做了推广,给出了有限边界条件下的理论结果,根据界面处的自电位的测量数据,重建出异常电荷的二维概率分布。新的模型可应用于Π形空间,从数值模拟的结果看,Π形空间的建立对有限边缘的处理更加合理化,使得此方法在有界情况下仍可以较准确地反映电荷的分布状况。并且通过对柱状样品的剖面成像进行了数值模拟,介绍了加权成像的方法,并利用该方法对所做实验结果进行了计算。 实验结果表明岩样破裂的裂缝与异常电荷出现的最大概率区域位置基本一致,这说明沿着裂缝可能聚集有正电荷,这可能是电子在岩石破裂过程逃逸出原子的束缚,结果在岩样内部留下正电荷的原故。有些非裂隙处的电荷可能是样品内部的微裂隙或其他尚不清楚的机理产生的。利用自电位成像方法,对自电位产生变化的原因做出一定的验证,揭示了积累电荷随裂隙发展的变化,深化了对岩石破裂中电场变化物理过程的认识,并为自电位变化的研究提供一种有力的工具,也为研究地震前兆提供了线索和支持。
【学位授予单位】:中国地震局地球物理研究所
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:P584

免费申请
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 冯锐,李智明,李志武,周燕云;电阻率层析成像技术[J];中国地震;2004年01期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 郝锦绮,钱书清,高金田,周建国,朱涛;岩石破裂过程中的超低频电磁异常[J];地震学报;2003年01期
2 郝锦绮,冯锐,李晓芹,周建国,钱书清,高金田;对样品含水结构的电阻率CT研究[J];地震学报;2000年03期
3 赵玉林,卢军,张洪魁,钱卫,钱复业;电测量在中国地震预报中的应用[J];地震地质;2001年02期
4 郝锦绮,冯锐,周建国,钱书清,高金田;岩石破裂过程中电阻率变化机理的探讨[J];地球物理学报;2002年03期
5 阮爱国,李清河;地壳介质各向异性电性本构关系讨论[J];华南地震;1999年03期
6 陶加祥,戴光明,王华军,罗延钟,郝锦绮;圆柱体点源场有限单元模拟[J];物探化探计算技术;2000年01期
7 阮爱国!中国兰州730000,李清河!中国南京210014,荣代潞!中国兰州730000,赵和云!中国兰州730000;永登地震剪切波分裂及电性各向异性的变化特征[J];中国地震;2000年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王燕京;电磁场数值分析方法[J];北京建筑工程学院学报;2003年03期
2 李铁,蔡美峰,纪洪广,李世愚,和雪松;强矿震预测的研究[J];北京科技大学学报;2005年03期
3 李铁,蔡美峰,冀林旺,左艳,孙丽娟;强矿震地球物理过程及短临阶段预测的研究[J];东北地震研究;2004年03期
4 赵和云,阮爱国,梁子斌,杨荣;Pb-PbCl_2固体不极化电极在地电场观测中的作用和效能[J];地震;1998年S1期
5 郑文俊;钱家栋;田山;刘允秀;;宝坻台地电观测的水文地质背景及其电阻率变化与降雨量和水位变化的关系[J];地震;2007年02期
6 王继军,赵国泽,詹艳,卓贤军,汤吉,关华平,万战生;中国地震电磁现象的岩石实验研究[J];大地测量与地球动力学;2005年02期
7 邓志辉,陈梅花,王煜;卫星热遥感技术在地震预测中应用研究进展[J];大地测量与地球动力学;2005年02期
8 单新建,屈春燕,马瑾;卫星热红外观测与发震断层不同段落交替活动特征分析[J];大地测量与地球动力学;2005年02期
9 潘峰,丁凡;基于超松弛法的行程传感液压缸磁路结构的研究[J];动力工程;2001年05期
10 张中杰;地震各向异性研究进展[J];地球物理学进展;2002年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 魏树红;夏雅琴;陈维升;;地电信号的自动采集及实时监测的实现[A];中国地球物理第二十一届年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 潘峰;行程传感液压缸基础技术的研究[D];浙江大学;2002年
2 吴子泉;潍坊城市地震活动断层三维精确定位方法研究[D];中国地质大学(北京);2005年
3 张锟;磁浮列车悬浮系统的数字控制技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
4 王拥军;深层火山岩气藏储层表征技术研究[D];中国地质大学(北京);2006年
5 彭会清;磁选机磁场解析法研究及应用[D];武汉理工大学;2006年
6 张玉池;边坡失稳地球物理特征及其应用研究[D];中南大学;2007年
7 王家青;静电涂油机中油液荷电雾化机理及其关键技术研究[D];武汉科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李智明;三维电阻率层析成像研究及应用[D];中国地震局地球物理研究所;2003年
2 金中国;新型脉冲式电控燃油喷射单元的静态特性的模拟计算和实验研究[D];天津大学;2004年
3 彭惠;变压器漏磁场及箱体涡流损耗计算[D];清华大学;2004年
4 郑科;永磁式被动补偿脉冲发电机研究[D];华中科技大学;2004年
5 崔运海;直流牵引馈线微机保护装置的研制[D];华北电力大学(北京);2005年
6 王建明;齿轮端面电化学精整及电场与流场分布的研究[D];青岛科技大学;2006年
7 叶青;地电场变化的基本要素研究及物理解释[D];中国地震局兰州地震研究所;2006年
8 高歌;S波分裂在新疆地区的初步应用研究[D];中国地震局兰州地震研究所;2006年
9 卢泽杰;电晕等离子体荷电雾化机理及涂油机结构有限元分析[D];武汉科技大学;2006年
10 赵政鑫;环境磁场对四频差动激光陀螺精度影响的研究[D];国防科学技术大学;2006年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 耿乃光,刘晓红;四种岩石的摩擦滑动特征[J];岩土工程学报;1987年03期
2 王兴泰;高密度电阻率法及其应用技术研究[J];吉林大学学报(地球科学版);1991年03期
3 朱涛,冯锐,徐中信;垂直线电流源的三维电阻率成像[J];CT理论与应用研究;2004年02期
4 底青云,倪大来,王若,王妙月;高密度电阻率成像[J];地球物理学进展;2003年02期
5 吴小平,施行觉,郭自强;花岗岩压缩带电的实验研究[J];地球物理学报;1990年02期
6 吴小平,徐果明,李时灿;利用不完全Cholesky共轭梯度法求解点源三维地电场[J];地球物理学报;1998年06期
7 毛先进,鲍光淑;一种适于电阻率成像的正演新方法[J];地球物理学报;1998年S1期
8 毛先进,冯锐,鲍光淑;边界积分方程用于电阻率Zohdy反演的初步研究[J];地球物理学报;2000年04期
9 程久龙,于师建;覆岩变形破坏电阻率响应特征的模拟实验研究[J];地球物理学报;2000年05期
10 冯锐,郝锦绮,周建国;地震监测中的电阻率层析技术[J];地球物理学报;2001年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 吴士良;对采场矿山压力有明显影响的覆岩破坏运动演化规律[D];山东科技大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李智明;三维电阻率层析成像研究及应用[D];中国地震局地球物理研究所;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 李志武,周燕云,冯锐;电阻率层析成像数据采集系统[J];地球物理学进展;2004年04期
2 吴子泉;谭捍东;王成虎;;电阻率横向剖面法在倾斜断层精确探测中的应用研究[J];地球物理学进展;2006年04期
3 吴子泉;尹成;;电阻率横向剖面法及其在隐伏断层探测中的应用研究[J];地球物理学报;2007年02期
4 李清松;潘和平;赵卫平;;井间电阻率层析成像技术进展[J];工程地球物理学报;2005年05期
5 高亚成;冷元宝;;高密度电阻率法的试验研究与应用[J];勘察科学技术;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 李子林;魏久传;刘同彬;翟培合;朱鲁;贺国宪;施龙青;李锋;尹会永;;受水威胁工作面底板水情动态监测技术[A];煤矿安全与地球物理学术研讨会论文集[C];2006年
2 邵明喜;魏久传;翟培合;尚衍锋;朱鲁;;工作面底板三维电阻率成像技术的应用[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2007年学术论坛论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 吴子泉;潍坊城市地震活动断层三维精确定位方法研究[D];中国地质大学(北京);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 胡运兵;矿井高密度电阻率法的观测参数研究[D];煤炭科学研究总院;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张家茹,邵学钟,雷胜利;利用波的偏振特性提高转换波震相识别的可靠性[J];地球物理学报;1982年04期
2 张少泉,武利均,郭建明,陈学波,赵静娴,丁韫玉,黄长林,张诚,陈志泰;中国西部地区门源—平凉—渭南地震测深剖面资料的分析解释[J];地球物理学报;1985年05期
3 姚陈,王培德,陈运泰;卢龙地区S波偏振与上地壳裂隙各向异性[J];地球物理学报;1992年03期
4 郝锦绮,黄平章,周建国;微破裂对岩石剩磁的影响——对地震预报的意义[J];地球物理学报;1993年02期
5 杨少峰,陈宝生,杜爱民,宁学荣,肖福辉,洪福元;新疆喀什地区地震前地磁脉动异常分析[J];地球物理学报;1998年03期
6 郭自强,罗祥麟,钱书清,赵国芳,郭子琪,陈国华,全力民,阎恒庄;矿山爆破中的电磁辐射[J];地球物理学报;1999年06期
7 郭自强,刘斌;岩石破裂电磁辐射的频率特性[J];地球物理学报;1995年02期
8 金耀,张天中,华正兴,徐明发,黄平章;单轴压缩下多裂隙含水岩样电阻率变化与体积应变[J];地震学报;1983年01期
9 张天中,华正兴,徐明发;1.2千巴围压下岩样破裂和摩擦滑动过程中电阻率变化[J];地震学报;1985年04期
10 钱复业,赵玉林,许同春;地电阻率季节干扰变化分析[J];地震学报;1987年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 冯锐;李晓芹;郝锦绮;周建国;;地震监测中的电阻率层析技术[A];中国地震学会第七次学术大会论文摘要集[C];1998年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐春安,徐小荷;岩石破裂全过程与孕震全序列[J];地震学报;1991年04期
2 赵永红,黄杰藩.耿金达,王仁;岩石破裂带的分维及变化特征[J];地质科学;1994年02期
3 许强,黄润秋;岩石破裂过程的自组织临界特征初探[J];地质灾害与环境保护;1996年01期
4 王彬,王元平;单轴压力下岩石破裂时声发射和电磁辐射之频谱关系研究[J];云南大学学报(自然科学版);1986年02期
5 王志国;岩石破裂中的光辐射[J];河北理工学院学报;1997年04期
6 唐春安,徐小荷;岩石破裂的前兆变形率、前兆应力降及临震前兆[J];大地测量与地球动力学;1990年03期
7 何昌荣,张流,郭映龙;研究岩石破裂等弱化行为的力-位移组合控制方法[J];工程地质学报;1994年01期
8 罗光伟;岩石破裂与氡含量变化关系的实验研究[J];地球物理学报;1977年04期
9 黄永祥;序列活动特性与岩石破裂强度的实验研究[J];地震研究;1982年03期
10 钱书清,张以勤,曹惠馨,吕智;岩石破裂时产生电磁脉冲的观测与研究[J];地震学报;1986年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢强;钱惠国;蒋爵光;;扫描电镜下岩石破裂过程的连续观察及其破坏机制分析[A];第四届全国工程地质大会论文选集(二)[C];1992年
2 彭自正;;地壳岩石破裂的双概率渗流模型[A];中国地震学会第四次学术大会论文摘要集[C];1992年
3 刘晓红;刘新美;于萍;邓明德;耿乃光;;岩石破裂的声发射前兆与遥感前兆的对比[A];第五届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2001年
4 郝锦绮;钱书清;高金田;周建国;;岩石破裂引起的磁场和电场变化[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
5 郭子祺;郭自强;;岩石微破裂速度的实验测量[A];1997年中国地球物理学会第十三届学术年会论文集[C];1997年
6 刘晓红;于萍;邓明德;耿乃光;;岩石破裂的声发射前兆与遥感前兆的对比研究[A];中国地震学会第八次学术大会论文摘要集[C];2000年
7 庄洪春;罗福山;姜棣昭;何渝晖;张健;邱学刚;张维;;一种测量雷云电荷的新技术[A];首届气象仪器与观测技术交流和研讨会学术论文集[C];2001年
8 张哲;葛伟杰;周保学;蔡俊;蔡伟民;;染料敏化纳米二氧化钛薄膜太阳能电池中的电荷复合[A];第二届全国环境化学学术报告会论文集[C];2004年
9 郝锦绮;冯锐;周建国;钱书清;高金田;;岩石破裂过程中电阻率变化的层析成像实验[A];中国地震学会第八次学术大会论文摘要集[C];2000年
10 郭子祺;郭自强;;岩石破裂中多裂纹辐射模型[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 兰克;以色列电荷研究有新发现[N];科技日报;2000年
2 记者张孟军;中子其实有电荷[N];科技日报;2002年
3 美国环球仪器有限公司Donn G.Bellmore;自动组装设计中的ESD现象[N];中国电子报;2000年
4 本报记者 田丹 实习生 梁彬;岩土世界的探索者[N];沈阳日报;2005年
5 记者 胡爱民;我国电荷调节剂打破日本垄断[N];中国化工报;2006年
6 记者吴仲国;日直接观测到电荷宇称失衡现象[N];科技日报;2002年
7 山东 房师荣;自然界中仅有两种电荷[N];电子报;2007年
8 记者 杨伟鸣、通讯员 尹传铭、杨毅、实习生 黄艳;我省鼎龙公司居其一[N];湖北日报;2006年
9 朱国庆 沈燕;电荷创今年新高[N];扬州日报;2011年
10 美国环球仪器有限公司 Donn G.Bellmore;自动组装设计中的ESD现象(续89期)[N];中国电子报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周代梅;带电粒子快度密度与电荷起伏作为QGP信号的研究[D];华中师范大学;2003年
2 万国香;应力波作用下岩石电磁辐射与声发射特性研究[D];中南大学;2008年
3 刘建坡;深井矿山地压活动与微震时空演化关系研究[D];东北大学;2011年
4 梁正召;三维条件下的岩石破裂过程分析及其数值试验方法研究[D];东北大学;2005年
5 张永彬;岩石破裂过程分析并行计算方法研究[D];东北大学;2007年
6 李路海;微胶囊电泳显示电子墨水构成与性能关系研究[D];大连理工大学;2003年
7 杨天丽;金等离子体高离化离子双电子复合的理论研究[D];四川大学;2004年
8 胡勇;基于Josephson效应的量子信息过程[D];中国科学技术大学;2007年
9 何小灵;超导量子器件与量子信息处理的理论研究[D];复旦大学;2007年
10 桂建保;基于碘化汞的X射线成像探测器理论与实验研究[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 龙海丽;岩石破裂过程的自电位异常的研究[D];中国地震局地球物理研究所;2003年
2 赵磊;聚合物光激发放电及其测量系统的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 杨果岳;流体参与的岩石破裂及其在热液成矿中的作用——以凤凰山铜矿床为例[D];中南大学;2004年
4 张瑜;高精度电荷校准仪的研究及动态测试专用集成电路的检测与应用[D];华北工学院;2004年
5 陈国强;岩石变形与电磁辐射的实验研究[D];中国地震局地质研究所;2009年
6 刘建新;岩石破裂声发射实验研究[D];中国地震局地球物理研究所;2002年
7 逄铭璋;应力波诱致岩石破裂的数值试验[D];东北大学;2005年
8 楚俊;岩石破裂的声发射预测及Kaiser效应在地应力测试中的应用[D];山东科技大学;2008年
9 胡高铭;DNA凝聚与DNA电荷反转的单分子研究[D];温州大学;2012年
10 韩晓明;地壳介质破裂的尺度理论在研究甘肃近期几次中强地震地震学前兆特征中的应用[D];中国地震局兰州地震研究所;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026