局部压载破裂闪长岩激发电流变化特征与机理分析 被引量：1

1

作者 徐友友 吴立新 +2 位作者 毛文飞 孙立成 卢菁琛 《地球物理学报》 北大核心 2025年第3期1004-1016,共13页

岩石受力激发电流(PSRC)与岩石微破裂的形成和发育有关,其变化特征与机理是岩石破裂观测与岩体灾变研究的基础.但是,岩石局部加载破裂过程中的PSRC变化研究欠缺.本文以矿物晶体及粒度相对均匀的地壳典型火成岩-闪长岩为例,制作方柱-锥... 岩石受力激发电流(PSRC)与岩石微破裂的形成和发育有关,其变化特征与机理是岩石破裂观测与岩体灾变研究的基础.但是,岩石局部加载破裂过程中的PSRC变化研究欠缺.本文以矿物晶体及粒度相对均匀的地壳典型火成岩-闪长岩为例,制作方柱-锥体闪长岩试件,采用高精度电流测量仪与声发射探测仪,同步观测岩石试件单轴局部压载至破裂过程中受压端与非受压端之间的PSRC变化,并与声发射信号进行比对分析,探究其与应力、微破裂发育的内在联系.实验揭示了闪长岩PSRC变化的阶段性特征,即前期呈低值稳定波动,达峰值应力约86.5%时PSRC出现台阶式上升,幅值为nA级;在峰值应力前1 s内出现幅值达100 nA的急剧振荡式脉冲,并持续波动至岩石破裂失稳.分析认为:闪长岩PSRC的两次显著性变化受加载应力水平、矿物晶体/颗粒强度及微破裂发育进程协同控制,导致岩石体积膨胀点之后不同强度的矿物晶体位错丛集与正空穴电荷激活雪崩,形成两次PSRC叠加效应.本研究对于工程岩体破裂监测、区域地应力场变化监测分析及地震短临监测预测有重要意义. 展开更多

关键词 岩石受力激发电流(PSRC) 微破裂 矿物晶体/颗粒 过氧键 应力闭锁 遥感-岩石力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

2023年甘肃积石山M_(S)6.2地震前的微波异常特征及机理

2

作者 崔华朔 刘善军 +3 位作者 魏恋欢 王蜜 刘文芳 韩鑫 《地震学报》 北大核心 2025年第5期677-694,共18页

针对2023年12月18日甘肃积石山M_(S)6.2地震,基于AM_(S)R2微波亮温数据,使用基于小波分析的两步差法提取了地震前的微波亮温异常,对震前异常的时间、空间和强度演化特征进行了总结分析,并探讨了微波异常的产生机理。结果显示:空间上,震... 针对2023年12月18日甘肃积石山M_(S)6.2地震,基于AM_(S)R2微波亮温数据,使用基于小波分析的两步差法提取了地震前的微波亮温异常,对震前异常的时间、空间和强度演化特征进行了总结分析,并探讨了微波异常的产生机理。结果显示:空间上,震前微波异常呈高温条带与低温区域相间的“//”形分布格局;时间上,两高温条带的微波异常在达到峰值后大幅度降低,存在震前平静期。此外,积石山地震微波异常的空间分布格局与岩石加载热红外观测实验结果具有一定的相似性,可能表征了地震前地壳岩体内微破裂的大规模发育。进一步结合遥感-岩石力学实验和亚失稳模型推断地震前微波异常主要是地应力变化所致,并且震前的异常平静期是地壳应力进入亚失稳阶段的标志,对地震的发生具有重要的前兆指示意义。 展开更多

关键词 2023 年积石山 M_(S)6.2 地震 微波亮温异常 时空演化 地壳应力 遥感-岩石力学实验

在线阅读 下载PDF 职称材料

雅鲁藏布江中游石冰川发育特征及潜在成灾机制分析 被引量：1

3

作者 刘勇 张文 魏良帅 《西北地质》 CSCD 北大核心 2024年第1期44-54,共11页

石冰川是以冰岩混合物为基础在重力和冻融作用下形成的一类具有蠕滑特征的冰缘地貌,大量分布于中国青藏高原和天山地区,了解其发育特征对于研究高寒山区环境演化和致灾机理具有重要的理论和现实意义。近年来的监测研究发现,受气候变暖影... 石冰川是以冰岩混合物为基础在重力和冻融作用下形成的一类具有蠕滑特征的冰缘地貌,大量分布于中国青藏高原和天山地区,了解其发育特征对于研究高寒山区环境演化和致灾机理具有重要的理论和现实意义。近年来的监测研究发现,受气候变暖影响,石冰川表面蠕滑出现了显著的加速过程,形成泥石流或滑坡的风险增大。青藏高原是全球气候变暖的敏感区,由气候变暖引起的地质灾害受到广泛关注。鉴于此,笔者采用现场测量、遥感解译和理论分析的方法,分析并探讨了雅鲁藏布江中游桑-加峡谷两岸石冰川的发育特征和潜在成灾机制。结果表明,石冰川的形成和发育与孕育基床的地形、气候和太阳辐射有关,在气温升高、短历时强降雨或强烈地震作用下,石冰川易形成泥石流或滑坡灾害威胁下游,主要表现为石冰川下游段组成物质的不稳定性。 展开更多

关键词 石冰川 雅鲁藏布江 成灾机制 发育特征 遥感

在线阅读 下载PDF 职称材料

岩石破裂前红外热像的时空演化特征 被引量：41

4

作者 刘善军 吴立新 张艳博 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1034-1038,共5页

以花岗闪长岩和大理岩试件单轴加载红外观测实验为例,对岩石破裂前红外热像的时空演化特征进行了分析.结果表明:岩石在塑性变形阶段随着微破裂的产生出现热像空间分异现象,表现为在未来剪性破裂位置出现高温异常条带,且高温异常条带之... 以花岗闪长岩和大理岩试件单轴加载红外观测实验为例,对岩石破裂前红外热像的时空演化特征进行了分析.结果表明:岩石在塑性变形阶段随着微破裂的产生出现热像空间分异现象,表现为在未来剪性破裂位置出现高温异常条带,且高温异常条带之间的区域出现低温辐射异常,这种热像异常特征是岩石宏观破裂的早期红外前兆.而临失稳前热像整体表现出的短暂降温是岩石宏观破裂的晚期红外前兆.两种红外前兆的出现及其空间特征与岩石破裂形式及应力场分布格局有密切关系. 展开更多

关键词 遥感-岩石力学 岩石破裂 红外前兆 热像 灾变遥感

在线阅读 下载PDF 职称材料

潮湿岩石受力过程红外辐射的变化特征 被引量：31

5

作者 刘善军 吴立新 +1 位作者 张艳博 陈群龙 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期265-268,共4页

利用红外热像仪对干燥和潮湿砂岩单轴压缩过程中的红外辐射特征进行了试验比较.结果表明:潮湿岩石加载过程中平均红外辐射温度(AIRT)随载荷增加呈上升趋势,AIRT与应力的变化步调一致,曲线波动较小;岩石失稳前单位载荷下潮湿岩石的升温... 利用红外热像仪对干燥和潮湿砂岩单轴压缩过程中的红外辐射特征进行了试验比较.结果表明:潮湿岩石加载过程中平均红外辐射温度(AIRT)随载荷增加呈上升趋势,AIRT与应力的变化步调一致,曲线波动较小;岩石失稳前单位载荷下潮湿岩石的升温幅度高于干燥岩石,水对岩石受力时的红外辐射具有明显推动作用,但破坏瞬间热像特征变化不很明显.干燥砂岩AIRT与应力的关系不是简单的对应关系,但在破坏瞬间出现显著的增温现象和热像特征的明显变化.可以利用潮湿岩石AIRT与应力的良好同步性监测潮湿岩石的应力变化过程,利用干燥岩石破裂瞬间的热像变化特征分析岩石灾变的空间位置与灾变模式. 展开更多

关键词 遥感-岩石力学 砂岩 潮湿岩石 红外辐射 监测 预警

在线阅读 下载PDF 职称材料

岩石变形破裂红外与微波辐射变化特征对比研究 被引量：15

6

作者 徐忠印 刘善军 吴立新 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1738-1742,共5页

利用实验的方法对岩石单轴压缩过程中红外辐射、微波辐射、应变进行了联合测试.实验结果表明,红外与微波辐射的变化特征随应力的阶段性发展,二者呈现不同的阶段性变化规律与破裂前兆特征.红外辐射呈现初始阶段变化很小、弹性阶段缓慢增... 利用实验的方法对岩石单轴压缩过程中红外辐射、微波辐射、应变进行了联合测试.实验结果表明,红外与微波辐射的变化特征随应力的阶段性发展,二者呈现不同的阶段性变化规律与破裂前兆特征.红外辐射呈现初始阶段变化很小、弹性阶段缓慢增加、塑性阶段快速增加以及临破裂前回落的变化特征;而微波辐射呈现初始阶段微降、弹性阶段上升、塑性阶段下降以及临破裂前上升的变化特征.红外与微波在岩石破裂前均出现早期和晚期前兆,但前兆规律不同,异常变化形式正好相反.两种手段结合可以更好地监测岩石的应力与灾变现象. 展开更多

关键词 遥感-岩石力学 微波辐射 红外辐射 应力 灾变

在线阅读 下载PDF 职称材料

遥感—岩石力学在矿山应用的试验研究 被引量：7

7

作者 刘善军 徐忠印 +2 位作者 吴立新 马保东 刘鑫 《金属矿山》 CAS 北大核心 2011年第7期61-65,共5页

遥感—岩石力学的试验研究表明,岩石在受力与灾变过程中存在特征性的红外辐射变化,利用红外手段可以监测岩石应力与灾变问题。在过去遥感—岩石力学试验研究的基础上,针对矿山与岩石破裂失稳有关的安全隐患问题,利用红外热像仪对河北省... 遥感—岩石力学的试验研究表明,岩石在受力与灾变过程中存在特征性的红外辐射变化,利用红外手段可以监测岩石应力与灾变问题。在过去遥感—岩石力学试验研究的基础上,针对矿山与岩石破裂失稳有关的安全隐患问题,利用红外热像仪对河北省峪耳崖金矿和辽宁省齐大山铁矿进行了现场检测,结果表明,利用热像仪可以检测井下高矿压部位、冒落和片帮等危险性的部位、渗水部位以及露天矿中断层和滑坡危险区,这些区域在热像中呈现不同于周围正常岩石的温度色调。如果结合长时间动态观测,可以对这些矿山灾害进行预测预警。研究结果为矿山安全及防灾减灾提供了新的监测预警手段。 展开更多

关键词 遥感—岩石力学 矿山灾害 热红外异常 监测预警

在线阅读 下载PDF 职称材料

地震红外遥感实验的热像处理系统与关键技术 被引量：2

8

作者 吴立新 刘善军 +1 位作者 吴焕萍 吴育华 《红外技术》 CSCD 北大核心 2002年第4期27-30,共4页

为满足地震遥感基础实验研究中的红外热像处理要求 ,研究了实验红外热像数据的提取、增强显示和温度场分析等关键问题。通过引入最佳灰度域和动态值域概念 ,解决了实验热像分析处理所要求的最佳伪彩色显示与动态局部增强显示等关键技术... 为满足地震遥感基础实验研究中的红外热像处理要求 ,研究了实验红外热像数据的提取、增强显示和温度场分析等关键问题。通过引入最佳灰度域和动态值域概念 ,解决了实验热像分析处理所要求的最佳伪彩色显示与动态局部增强显示等关键技术。采用面向对象的程序设计方法开发了一套实验红外热像处理系统 ,并应用于模拟地震孕育的岩石单轴压缩破裂过程及岩石双剪摩擦滑移过程的红外热像处理与分析研究。 展开更多

关键词 地震 红外遥感实验 热像处理 红外热像 地震遥感 灰度域 动态值域

在线阅读 下载PDF 职称材料

微波遥感在岩土工程中应用的基础实验研究 被引量：1

9

作者 樊正芳 房宗绯 邓明德 《电波科学学报》 EI CSCD 2000年第4期410-414,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 遥感 岩土工程 机械能 激发 分子转动态能级 跃迁

在线阅读 下载PDF 职称材料

天空冷背景下受力岩石微波辐射特征实验研究

10

作者 徐忠印 刘善军 +1 位作者 吴立新 车德福 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1180-1187,共8页

分析了环境因素对微波辐射观测的影响机理.以此为基础,在天空冷背景条件下,利用岩石试验机、微波辐射计、声发射、温度测试仪等,开展了岩石弹性变形阶段循环加载微波辐射变化特征的室外观测实验.结果表明,在天空冷背景下能可靠获取岩石... 分析了环境因素对微波辐射观测的影响机理.以此为基础,在天空冷背景条件下,利用岩石试验机、微波辐射计、声发射、温度测试仪等,开展了岩石弹性变形阶段循环加载微波辐射变化特征的室外观测实验.结果表明,在天空冷背景下能可靠获取岩石受力变形过程中的微波辐射能量变化信息.花岗岩弹性变形阶段的微波辐射亮温变化与应力间呈同步性很强的正相关关系,相关系数达0.94;岩石表面的温度变化与应力间亦呈正相关,但其变化滞后于应力变化,且单位应力的微波亮温升幅远大于表面温度升幅.实验证实了利用微波辐射观测手段可有效探测岩石受力引起的岩石内部应力状态的变化. 展开更多

关键词 遥感-岩石力学 微波亮温 天空冷背景 岩石灾变 应力变化 遥感监测

在线阅读 下载PDF 职称材料

干、湿沙层对岩石受力微波辐射影响的实验对比 被引量：2

11

作者 毛文飞 吴立新 +1 位作者 刘善军 徐忠印 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期710-715,共6页

在天空冷背景下,通过实验模拟卫星对地观测,研究盖层对岩石受力过程中微波辐射的影响规律及影响机理.实验以花岗岩及覆被干、湿沙层为例,采用卧式压力机和C波段微波辐射计对岩石受力过程中松散盖层对辐射变化的影响规律进行观测.实验结... 在天空冷背景下,通过实验模拟卫星对地观测,研究盖层对岩石受力过程中微波辐射的影响规律及影响机理.实验以花岗岩及覆被干、湿沙层为例,采用卧式压力机和C波段微波辐射计对岩石受力过程中松散盖层对辐射变化的影响规律进行观测.实验结果表明:花岗岩弹性变形阶段的微波辐射变化与载荷具有很好的同步性,相关系数达0.94,微波亮温变化量为0.015 K/MPa.当岩石观测面铺设2.5 cm厚的干沙层或湿(含水)沙层时,其对受力岩石微波辐射影响存在差异:1)干沙层对岩石受力过程中的微波辐射变化量无显著影响;2)含水沙层显著削弱了微波辐射计所接收到的岩石中由力引起的微波辐射变化信号. 展开更多

关键词 遥感-岩石力学 微波辐射 沙层 天空冷背景 水

在线阅读 下载PDF 职称材料

岩巷岩体失稳破坏的红外和声发射联合监测预警技术研究 被引量：5

12

作者 杨正仓 纪刘一舒 +2 位作者 郭卫 刘培 马松 《金属矿山》 CAS 北大核心 2021年第11期33-40,共8页

对岩巷工程灾害的预警预报和应急响应是减少人员伤亡和经济损失的重要途径,通过红外辐射和声发射联合监测含孔岩石在受力过程中的物理变化可以有效地模拟岩巷工程灾害演化与爆发。为此,开展了含孔洞岩石加载过程的红外辐射和声发射联合... 对岩巷工程灾害的预警预报和应急响应是减少人员伤亡和经济损失的重要途径,通过红外辐射和声发射联合监测含孔岩石在受力过程中的物理变化可以有效地模拟岩巷工程灾害演化与爆发。为此,开展了含孔洞岩石加载过程的红外辐射和声发射联合监测试验,对含孔洞岩石加载的红外辐射和声发射特征以及二者之间的关系进行了研究。结果表明:①极差曲线随应变的变化具有明显的阶段性特征,特别在最后阶段,极差曲线加速上升并出现突跳点,反映了温度场的分异现象和前兆特征,前兆时间平均为95.71%峰值应力;②声发射能率和声发射率曲线具有阶段性变化特征,在后期阶段普遍存在岩石破坏的前兆特征,前兆时间平均为82.68%峰值应力;③岩石加载后期,红外与声发射前兆具有递进性,即声发射前兆早于红外前兆,两者的时间分界线在92%~95%峰值应力;④红外和声发射变化特征的关系与岩石的损伤破裂演化以及两种监测技术的特点有密切关系。根据试验结果,提出了岩巷岩体失稳破坏的红外和声发射联合监测预警技术,讨论了两种技术的互补性,并给出了联合监测预警的技术流程,供相关研究和现场监测参考。 展开更多

关键词 遥感-岩石力学 岩巷 红外辐射 声发射 联合监测

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于极差的受载含孔洞岩石红外辐射温度场的定量分析

13

作者 杨正仓 郭卫 +2 位作者 赵辉 刘善军 高祥 《金属矿山》 CAS 北大核心 2020年第12期44-49,共6页

以岩石含孔结构模拟地下巷道,开展了含孔洞岩石加载过程的红外辐射监测实验。对含孔洞岩石加载的红外辐射温度场的时空变化特征进行了研究,引入极差参数作为红外辐射温度场的定量刻画指标,重点讨论了极差曲线的变化特征,以及极差与特征... 以岩石含孔结构模拟地下巷道,开展了含孔洞岩石加载过程的红外辐射监测实验。对含孔洞岩石加载的红外辐射温度场的时空变化特征进行了研究,引入极差参数作为红外辐射温度场的定量刻画指标,重点讨论了极差曲线的变化特征,以及极差与特征粗糙度、熵和方差的异同。结果表明:①极差曲线随应变的变化具有明显的阶段性特征,表现为低水平发展、稳定上升和快速上升3个阶段;②在最后阶段,极差曲线加速上升并出现突跳点,反映了温度场的分异现象和前兆特征,前兆时间点平均为0.88峰值应力;③在特征粗糙度、熵、方差和极差这4个参数中,特征粗糙度和极差的阶段性变化特征最明显,有利于岩石加载阶段的识别与判定,方差次之,熵最差;特征粗糙度和极差波动性最大,对岩石加载过程的红外温度场变化更为敏感,熵次之,方差最光滑;极差的前兆点易识别性最大,特征粗糙度次之,熵和方差最小;在前兆时间上,4个参数处于0.87~1峰值应力区间,平均为0.94σmax,其中极差最早,特征粗糙度次之,熵和方差最晚,不同参数的前兆时间差有利于增强岩石破裂预警的临近渐进性和识别可靠性;从计算的难易程度上看,特征粗糙度和熵最复杂,方差次之,极差最为简单。本研究成果丰富了遥感—岩石力学的内容和红外辐射温度场定量表达方法,为岩巷岩体失稳破坏的红外监测及预警提供了实验基础。 展开更多

关键词 遥感—岩石力学 岩巷 红外辐射 联合监测

在线阅读 下载PDF 职称材料