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《颗粒介质中探测地震前兆和前兆应力_应变传播模型》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2011年第56卷第6期：383~390《中国科学》杂志社论文www.scichina.comcsb.scichina.comSCIENCECHINAPRESS颗粒介质中探测地震前兆和前兆应力-应变传播模型①①①①②②③③④⑤陆坤权,厚美瑛,王强,彭政,孙威,孙晓明,王玉莹,佟晓辉,姜泽辉,刘寄星①中国科学院物理研究所,中国科学院软物质物理重点实验室,北京凝聚态物理国家实验室,北京100190;②北京普精信科技有限公司,北京100089;③辽宁省地震局,沈阳110034;④哈尔滨工业大学物理系,哈尔滨150001;⑤中国科学院理
2、论物理研究所,北京100190E-mail:lukq@aphy.iphy.ac.cn2010-11-14收稿,2011-01-12接受中国科学院知识创新工程(KJCX2-SW-W15,KKCX1-YW-03)和国家自然科学基金(10374111)资助项目摘要使用埋设于土层沙坑中的应变传感器,探测到地震前兆信息,确定其对应特定地震.关键词通过模拟实验与实际探测进行对比,表明所探测的信息是地层中的应变.依据颗粒物质的特地震前兆性和运动规律,分析了用此方法探测前兆应变信息敏感的原因,并提出了地震前兆应力-应地震预报变传播模型.地壳岩石
3、层由板块、断层和其间的断层泥构成,在地震前兆应力-应变传播准静颗粒物质应力应变传播态力学问题中,地壳岩石层应作为大尺度的颗粒体系处理.孕育地震的作用力使附近岩石层滞滑移动块产生滞滑(stick-slip)移动,并渐次推动其他岩石层块滞滑位移,层块位移的切变作用导致土层挤压形变.沙坑中沙子的离散态特性使传感器对形变信号有良好响应,从而可探测这种地震前兆信息.通过对地层中应力-应变传播物理机制的分析,也解释了在岩石中难以测量到地震前兆应变信息的原因.所提出的原理和方法为浅源地震前兆信息探测提供了新途径.地震是给人类造成巨大生命和财产
4、损失的自然了初步分析和讨论.灾害,中国受地震灾害损失尤为严重.长期以来,人我们所采用探测方法和原理的关键是将探测器们做了很大努力,试图通过观测地震前兆信息,探放置于颗粒介质中,并将地壳岩石层作为颗粒物质[1,2]索预报地震的方法.由于地震所涉及的问题极其处理.颗粒物质是普遍存在的一类离散态物质体系,复杂,虽然人们对地震的孕育和发生过程有了一定它不同于一般的固体和流体,具有独特的运动行[3][4,5]认识,但还很不深入,也没有找到探测地震前兆的为,正受到物理学家愈来愈多的关注和研究.有效方法.目前的基本共识是,地震预报仍是尚未将地
5、震发生与颗粒物质特性联系起来的研究,近年[6,7]解决的科学难题.这个难题的解决,主要取决于能来也受到地球物理界的重视.本文则是以颗粒物否获得可靠的地震前兆信息与规律,并认识其物理质的特性和运动规律为基础,进行地震前兆的探测,机制.并解释地震前兆信息的传播机制.本文介绍了在颗粒介质中探测地震前兆的方法,1探测方法和探测器以实例说明了所获得地震前兆信息对应特定地震,用模拟实验与实际探测结果进行了对比研究,依据与在岩石中测量地应变的一般方法不同,我们颗粒物质的运动特性,提出了地震前兆应力-应变信是将应变传感器安放在土层的沙坑中进行探
6、测,观息的传播模型,对所探测到地震前兆的物理本质做测地震发生前后地层中应变的变化过程.英文版见:LuKQ,HouMY,WangQ,etal.Theearthquakeprecursordetectedinagranularmediumandaproposedmodelforthepropagationofprecursivestress-strainsignal.ChineseSciBull,2011,56,doi:10.1007/s11434-011-4417-z2011年2月第56卷第6期选择无干扰的合适地点,在地表原始土层
7、挖深测器埋设后调节传感器的零点.约4m、直径约2m的圆坑.在坑内填厚度3m以上探测器具有对外加作用的方向敏感特性.在圆的建筑用水洗沙子,下部至少有1.5m厚的沙子与周筒外壳小形变范围,探测器对外加应力近似为线性围原始土层保持良好接触.在离坑底约1m处埋设3弹性响应.当沿传感器轴向施加外力时,传感器产个探测器,依据探测器的方位特性,分别将探测器生压形变信号.而在垂直传感器轴向施加外力时,指向南-北、东-西和一对角方向.3个探测器可成直线探测器外壳的弹性使传感器产生张形变信号.外加排布,间距约0.5m,也可成三角形排布,间距约1作用
8、撤除,由于探测器外是沙子,圆筒的弹性可使m.埋入探测器后,将沙子压实.一种典型的探测沙传感器恢复到零点.埋设3个不同方位的探测器,可坑如图1(a)所示.探测器构造如图1(b)所示,其圆筒区分不同方向的应变,有利于判别地震前兆应力来状外壳由不锈钢制成,外壳厚度可为
