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《中国地震局地质研究所》 2009年
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岩石变形与电磁辐射的实验研究

陈国强  
【摘要】:由于地震减灾的迫切需求,与地震有关的电磁观测与研究已成为当前国内外地学研究的热点之一,中国、俄罗斯、日本、希腊等国学者利用天然地震发生之前记录到的地电阻率、地电流、电磁波辐射等电磁学参量的变化已经尝试过,或正在进行地震预测。但由于实际地震孕育过程非常复杂,电磁信号的发生机理尚不明确,以及地球内部结构的高度非均匀性,不少电磁野外观测资料还未能得到较合理的解释,利用电磁信号预测地震的成功率依旧不高。为了深入理解震前电磁信号的成因与变化过程,一些研究者在实验室的可控制条件下,开展了与岩石破裂有关的电磁信号的发生与传播机制的研究。 虽然对岩石的变形破裂过程中的电磁信号观测取得了一定的进展,但是各个实验的结果不统一,难以相互验证,甚至互相矛盾是普遍存在的问题。在诸多因素之中,各个研究者之间电磁观测设备不一致,技术差异大,存在明显的随意性是主要问题之一。本文建立一套岩石破裂电磁信号观测系统,观测不同岩石在不同加载方式下破裂产生的电磁信号,研究这些电磁信号的特征以及电磁信号与微破裂信号之间的关系。 论文主要取得了以下几个方面的进展: 1、建立了一套适合实验室观测岩石变形破裂过程的电磁辐射信号观测系统,确定了系统各个设备的参数,是本实验室研究岩石破裂电磁辐射现象的第一套稳定实验系统。 2、通过人工源激发实验测定了石英、花岗闪长岩、砂岩、大理岩、辉长岩五种不同岩石,在确定机械冲击下的电磁辐射信号相对幅值。实验表明,在机械振动激发条件下,无论岩石是否含有石英,都会产生足够强的电磁辐射信号。其中,石英晶体的敲击电磁信号最强,频率最高。 3、通过单轴压缩破裂实验、三点弯曲实验和自膨胀破裂实验,得到二长花岗岩、花岗闪长岩、砂岩、大理岩、辉长岩五种岩石在不同加载方式下变形破裂产生的电磁辐射信号。不同岩石在同一种加载方式下,石英颗粒大的岩石,产生的电磁信号多,信号频率高,信号强度大。这说明,很可能压电效能高的矿物,更有利电磁信号的产生。同一种岩石在不同加载方式下,单轴压缩破裂产生的电磁信号数目最多,信号最强。这说明,力学过程或破裂机制对电磁信号的发生也有很强的控制作用。单轴压缩破坏过程比三点弯曲与自膨胀包含更多的压性剪切摩擦事件,可能是大量电磁信号的主要成因。 4、岩石破裂产生的电磁辐射信号与声发射信号存在很大相关性。单轴压缩实验中的电磁信号与声发射信号联合观测表明,从时间上看,岩石产生大量电磁信号与声发射的密集发生完全同步,因此推测电磁波信号很可能与声发射信号密切相关。要深入研究单个电磁信号与声发射信号的对应关系,还需要建立更严格的判据并展开进一步的实验。 5、岩石破裂过程中产生的电磁辐射信号,可能不能简单用一种发生机制来解释。在多种典型的岩石实验中,岩石成分与主导变形过程大不相同,但是都产生了强烈的电磁信号。所以,可以初步认为,目前不同学者所提出几种电磁辐射机制:压电效应、摩擦和宏观裂纹扩展,都可能存在,不宜简单地用一种模式解释,也不必追求一种唯一解。
【学位授予单位】:中国地震局地质研究所
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:P585

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 关华平,陈智勇;地震与电磁辐射关系的定量分析[J];地震;1996年02期
2 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观测与研究[J];大地测量与地球动力学;2005年02期
3 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
4 徐为民,童芜生,吴培稚;岩石破裂过程中电磁辐射的实验研究[J];地球物理学报;1985年02期
5 郭自强,周大庄,施行觉,马福胜,谢端,席道瑛,程纯杰,周志文;岩石破裂中的光声效应[J];地球物理学报;1988年01期
6 郭自强,周大庄,施行觉,马福胜,席道瑛,程纯杰,周志文;岩石破裂中的电子发射[J];地球物理学报;1988年05期
7 朱元清,罗祥麟,郭自强,赵志光,祝中伟;岩石破裂时电磁辐射的机理研究[J];地球物理学报;1991年05期
8 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
9 王恩元,何学秋;煤岩变形破裂电磁辐射的实验研究[J];地球物理学报;2000年01期
10 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
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘明举,刘彦伟,何学秋,王恩元;用电磁辐射法预测煤与瓦斯突出的实验理论基础[J];安全与环境学报;2003年04期
2 陈峰,安金珍,廖椿庭;弹性约束承载岩石电阻率变化形态研究[J];北京大学学报(自然科学版);2002年03期
3 聂百胜,何学秋,孙继平,王恩元,刘贞堂;瓦斯流动对电磁辐射频谱的影响[J];北京科技大学学报;2003年06期
4 来兴平;西部矿山大尺度采空区衍生动力灾害控制[J];北京科技大学学报;2004年01期
5 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
6 张立杰;蔡美峰;来兴平;张勇;张海燕;吕兆海;任奋华;;基于AE的深部复变环境下急斜特厚煤层开采动力失稳分析[J];北京科技大学学报;2007年01期
7 姚精明;何富连;窦林名;张蕾;刘海涛;李哲;;水旱交接处护巷煤柱冲击矿压控制[J];北京科技大学学报;2007年03期
8 ;Dynamic destabilization analysis based on AE experiment of deep-seated,steep-inclined and extra-thick coal seam[J];Journal of University of Science and Technology Beijing;2008年03期
9 高玮;冲击地压时列建模的进化神经网络方法[J];爆炸与冲击;2004年06期
10 孙明清,李卓球,刘清平;水泥及水泥基复合材料的机敏性研究[J];材料导报;2002年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 聂百胜;张翔;刘水文;刘芳彬;张世杰;;利用CT技术探测煤体瓦斯吸附特性的探讨[A];中国职业安全健康协会2007年学术年会论文集[C];2007年
2 刘清平;李卓球;孙明清;;混凝土脆性断裂电磁发射理论研究[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2001年
3 杜爱民;周志坚;徐文耀;杨少峰;;新疆和田M_L7.1地震前ULF电磁辐射的激发机理[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○四学术论文汇编·第四卷(新生代·地磁与空间电磁·工程地质与应用地球物理)[C];2004年
4 梁光河;;利用固体潮压电效应和自然电位测量勘查隐伏矿床的新方法[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(中)[C];2011年
5 李桂清;;濮阳市地震前兆的监测能力研究[A];濮阳市首届学术年会论文选编[C];2006年
6 王小旗;;基于电偶极子的煤岩破裂电磁辐射及定位研究[A];武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C];2010年
7 曹丙霞;宋立众;乔晓林;;震前舒曼谐振异常的研究现状及讨论[A];中国地震学会空间对地观测专业委员会成立大会暨学术研讨会论文集[C];2008年
8 梁汉东;;煤与瓦斯突出的化学本质:从原理和证据到现场预报途径[A];煤炭工业技术委员会地质分会/中国煤炭学会矿井地质专业委员会2001年学术年会论文集[C];2001年
9 王升宇;宁连江;陈维良;祁庭宝;郭永敏;;电磁辐射监测仪在通化矿区的应用[A];全国煤矿井下安全避险及瓦斯治理技术理论与实践[C];2011年
10 窦林名;陆菜平;秦玉红;张小涛;;电磁辐射预测顶板运动规律探讨[A];中国科协2004年学术年会第16分会场论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
2 赵扬锋;煤岩变形破裂电荷感应规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
3 王旭宏;大同矿区“三硬”煤层冲击地压发生机理研究[D];太原理工大学;2010年
4 闫永敢;大同矿区冲击地压防治机理及技术研究[D];太原理工大学;2011年
5 刘超;采动煤岩瓦斯动力灾害致灾机理及微震预警方法研究[D];大连理工大学;2011年
6 罗文柯;上覆巨厚火成岩下煤与瓦斯突出灾害危险性评估与防治对策研究[D];中南大学;2010年
7 孟筠青;煤层高压脉动注水防治煤与瓦斯突出理论与技术研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
8 邓明;煤与瓦斯突出早期辨识与实时预警技术研究[D];安徽理工大学;2010年
9 高永新;地震电磁场—基于动电效应的波场模拟[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 曹丙霞;地震先兆电离层舒曼谐振异常监测方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟磊;煤电性参数的实验研究[D];河南理工大学;2010年
2 陈建忠;潘三矿C13-1煤层掘进工作面敏感指标及临界值研究[D];河南理工大学;2010年
3 李波;天池煤矿瓦斯分布规律及突出危险性研究[D];河南理工大学;2010年
4 田富超;寺河矿西井区3号煤层瓦斯突出预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
5 刘贞刚;煤岩体破裂的微地震响应特征研究[D];山东科技大学;2010年
6 蔡明锋;矿井工作面突水力电耦合场数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
7 赵洋;深部开采高应力区冲击地压预测及防治研究[D];山东科技大学;2010年
8 高芳芳;基于电磁辐射法的煤与瓦斯突出预测研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 吕磊;深孔水耦合爆破防治冲击地压技术及应用研究[D];河南理工大学;2010年
10 巩岩;基于CORS站区域电离层短期预报研究[D];中国测绘科学研究院;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于世昌,王波,王庆志,史素娟,田军;张北6.2级地震前的电磁前兆信号的特征[J];东北地震研究;1999年04期
2 郭宝昌,邹环宇,杨玉娟,赵连升,田宝瑞;电磁波异常与相关地震的探讨[J];东北地震研究;1997年01期
3 王庆志,于世昌,史素娟,王波,田军;近震电磁信息异常特点及分析[J];东北地震研究;1998年04期
4 董旭光,苏鸾声;电磁波手段中强震前短临异常特征研究[J];东北地震研究;1998年04期
5 徐为民,童芜生,吴培稚;震前电磁异常探讨[J];地震;1982年01期
6 徐为民,吴培稚;人工地震的电磁效应[J];地震;1983年01期
7 徐为民,童芜生,王自成;单轴压缩下岩样破坏过程中的发光现象[J];地震;1984年01期
8 关华平,陈智勇;地震与电磁辐射关系的定量分析[J];地震;1996年02期
9 刘德富,罗灼礼,彭克银;强烈地震前的OLR异常现象[J];地震;1997年02期
10 张学民,武有文;地震前电磁辐射信息特征研究[J];地震;1998年01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 汤永涛;王国恩;厉春生;;大气环境对电磁信号的影响[J];舰船电子对抗;2009年02期
2 阮学谦;;钻井中液压脉冲和电磁信号通道的基本类型[J];国外地质勘探技术;1983年11期
3 唐智明;谭振强;;在荷磁天体引力场中电磁信号的延迟[J];广西大学学报(自然科学版);1985年02期
4 李敏,郑文兴,徐渝生;地震电磁信号检测[J];云南大学学报(自然科学版);1987年04期
5 郑文兴,徐渝生,李敏;地震电磁信号接收方法探讨[J];云南大学学报(自然科学版);1988年01期
6 X.Wu;钢套管对电磁信号的影响[J];石油物探译丛;1994年06期
7 ;美一教授曾在地震前后探测到电磁信号[J];中国科技产业;1996年02期
8 李成武;杨威;王启飞;;利用煤体破裂电磁信号进行局部震源定位方法研究[J];地球物理学报;2014年03期
9 徐义贤,王家映;基于连续小波变换的大地电磁信号谱估计方法[J];地球物理学报;2000年05期
10 杨永侠;田广平;;低频电磁信号的频率细化技术[J];电子科技;2011年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 林玉峰;黄清华;;地震电磁信号传播的数值模拟分析[A];中国地球物理·2009[C];2009年
2 钱书清;郝锦绮;邓明德;周建国;高金田;;混凝土样品受压过程的电磁信号[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
3 姜峰;陈小斌;詹艳;赵国泽;杨昊;乔亮;赵凌强;王立凤;;地震与电磁信号的滑动相关分析——以岷县漳县地震为例[A];2014年中国地球科学联合学术年会——专题2:电磁地球物理学研究应用及其新进展论文集[C];2014年
4 徐义贤;王家映;;基于连续小波变换的大地电磁信号谱估计方法[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
5 丁跃军;;电磁扰动映震分析[A];中国地震学会地震电磁学专业委员会、中国地震学会空间对地观测专业委员会2010年会暨学术研讨会会议摘要[C];2010年
6 汤吉;赵国泽;陈小斌;詹艳;肖骑彬;王立凤;蔡军涛;王继军;;我国极低频地震电磁台网建设和数据产品应用[A];中国地震学会地震电磁学专业委员会2013年年会论文集[C];2013年
7 王桥;林玉峰;黄清华;;地震电磁信号传播的物理模拟分析[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
8 高永新;Jerry M.Harris;文健;陈晓非;胡恒山;;加州圣安地列斯断层区域同震电磁信号分析[A];2014年中国地球科学联合学术年会——专题2:电磁地球物理学研究应用及其新进展论文集[C];2014年
9 荣亮亮;林君;朱凯光;;一种基于数字变频思想的电磁信号产生方法[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年
10 高永新;陈晓非;胡恒山;;地震电磁信号的动生电磁感应机制[A];中国地震学会地震电磁学专业委员会2013年年会论文集[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈晓晖 杨春国 宗钢;工程院电磁波中继技术实现突破[N];中国石化报;2011年
2 毛敬雄 本报特约记者 蔡年迟;探访我海军“电磁蓝军大本营”[N];中国国防报;2009年
3 于贵民 王宗安 丁浩;打造一流海上电磁蓝军[N];科技日报;2012年
4 王汝群;直面战场环境的新挑战[N];解放军报;2006年
5 本报记者 李钊;手机对儿童的伤害不容忽视[N];科技日报;2008年
6 于贵民 王宗安;“电磁风暴”千里突袭[N];解放军报;2013年
7 刘豪伟 特约记者 曹练刚 驻站记者 张科进;砺剑无形战场[N];战士报;2008年
8 胡春雷 罗广毅 高超 本报记者 张强;周谋:电磁战场拼智谋[N];科技日报;2013年
9 黎友陶 本报特约记者 曹海华;扫雷:且听沧海一声笑[N];解放军报;2012年
10 中华;无证据表明手机电磁辐射致病[N];大众科技报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 丁世敏;电磁吸波混凝土材料关键技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
2 邢曙光;GTEM室对EUT辐射特性的影响及其新应用的研究[D];北京邮电大学;2012年
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1 李瑞玲;空间电磁信息建模与空间电磁强度计算[D];西安电子科技大学;2014年
2 汪晓;人工源SLF/ELF电磁信号提取及数据处理[D];中国地震局地质研究所;2008年
3 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
4 邴丕强;基于EMC对充气展开天线形面精度的研究[D];西安电子科技大学;2012年
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