不同浓度的尾砂胶结充填体破坏过程 声发射特性试验研究*

制备了3种不同质量浓度的充填体试件，进行了单轴压缩声发射试验，分析了不同浓度的充填体力学特性，重点研究了试件破坏过程中的声发射振铃计数、声发射累计撞击数与声发射累计能量的比值(r值)、主频及其相对高频信号激增响应系数特征。研究表明：随着浓度的增加，充填体的峰值强度与弹性模量呈增大趋势，充填体中出现的声发射累计振铃计数越多；r值先升高再持续减小到一个较低值，随着外载荷的增加，进入缓慢升高阶段，峰值前均保持在该阶段。充填体破裂前兆信息在声发射信号主频分布中呈现主频段增多现象，表现为由加载初期的1~2个主频段，在临界主破裂时增多到3~5个主频段；且随着浓度的增加，声发射信号主频频段分布越宽，声发射相对高频信号(160~180 kHz)的激增响应系数呈递减趋势。以上特征可为不同浓度的尾砂胶结充填体稳定性监测、预测提供依据。     

坚硬岩层下煤柱岩爆前兆规律的探讨

将坚硬岩层下煤柱岩爆视为具有约束的弹性嵌固梁失稳问题，研究其非稳定机制、前兆与过程阐明了在亚临界失稳阶段煤壁前方顶板下沉速率趋于无穷是岩爆临近的便于监测的前兆     

含气多孔介质卸压层裂的间隔特征——突出的前兆

含气多孔介质在卸压下的拉伸破坏有两种模式－层裂和突出，达到或超过临界破坏条件，引发骨架层裂破坏，达到或超过更强一些的临界突出条件，则引发突出，从采煤实践中逐次掘进的长过程看，层裂是已达破坏条件而未到突出条件的情况，进一步发展可能引发突出。实验表明层裂显微镜规律的间隔特征，因而与层裂相关的瓦斯浓度变化和地音信息可以认作是突出的前兆，如果在内部形成破坏区，渗流场与应力场的耦合有可以导致延时突出，石门自     

强地震的前兆次声波研究

利用在北京昌平安装的次声三点阵,对强地震前兆次声波进行了5年的连续观测。统计分析结果表明:强震前约10天内常能测到振幅很强的前兆次声。其三维动态频谱的特点是,振幅由弱逐渐加强,达到极值后变弱;先为长周期波(10-20分),紧跟着短周期波(5-10分),然后又出现更长的周期波,最后长短周期波一起出现。提前时间与三点阵到震中距离之间没有明显的关系,与震级之间也没有明显的关系。     

基于中红外痕量甲烷检测的地震预警仪

随着地震断裂带气体观测技术的快速发展,为了对地震进行精确的预报,减少因地震给人民群众生命和财产带来的损失,根据甲烷气体的释放与地震前上地壳岩石的微裂隙有直接关系的这一微观变化,设计并研制中红外痕量甲烷气体检测仪。仪器采用激发波长为7.65 μm的量子级联激光器(QCL),结合双光路长度为76 m的多次反射herriott长光程气体吸收池,可以在4 s的采样时间内实现40 nmol·mol-1气体检测灵敏度。同时,采用半导体激光器频率调制直接光谱吸收技术,降低了该仪器噪声的主要来源1/f噪声,使气体检测下限达到5 nmol·mol-1 (40 s采用时间)。在野外实验中,利用可控震源车作为模拟地震源,将6个痕量甲烷检测仪以100 m为距离等间隔放置,对距震源中心不同距离下的地表面甲烷气体浓度进行动态测量。实验表明,该仪器可以监测地震前地下痕量甲烷气体的释放,为地震前兆预警提供新的途径。     

锚杆与围岩加载过程红外特征研究

应用红外热像技术,对锚杆与围岩加载变化破坏过程中的红外辐射现象进行了实验研究,结果表明：应力峰值前,随着荷载的增加,红外辐射温度呈现整体、均匀性升温变化,应力峰值后,在锚杆周围形成一个由多条不同等温线组成的区域,其形状是以锚杆为中心的近似圆形区域, 由内向外, 温度逐步降低; 锚固体破坏时,存在红外辐射温度-时间曲线型和红外热像型2种形式的红外前兆特征,分别反映红外前兆的时间信息和空间信息; 红外辐射温度-时间曲线的破裂前兆为降温型,而红外热像特征包括高温条带和低温条带两种类型。     

试用Lyapunov指数探讨气候突变及其前兆信号

Lyapunov 指数是标志一个系统做规则运动还是混沌运动的一个重要物理量.鉴于此, 本文利用Lyapunov指数研究系统的混沌特性, 研究气候的突变.计算结果表明, 定义法求得的Lyapunov指数是一种可靠的突变检测方法, 无论是理想序列还是实际存在突变的序列, 利用该方法都能准确地找出突变位置; 而利用非线性局部Lyapunov指数的可预报期限从理论上佐证了基于临界慢化现象的气候突变前兆信号的可靠性, 通过计算各个时间段的最大Lyapunov指数能够反映系统的内在性质、研究其混沌特性. 研究结果为该方法在实际观测资料中的广泛应用提供了理论基础. 关键词： Lyapunov指数 气候突变 前兆信号     

中国旱涝极端事件前兆信号及可预测性研究

基于百分位,研究了Lorenz系统极端事件的前兆信号分布特征及可预测性;利用前兆信号及接收器算子特征曲线(receiver operator characteristic curve,ROC曲线)对中国旱涝极端事件可预测性进行研究,得到了极端事件的可预测效果与序列的自相关性、极端事件的极端程度之间的关系.研究表明,无论是Lorenz系统分量序列还是Palmer干旱指数序列(Palmer drought severity index, PDSI),存在极端事件的可预测性随极端程度增强而增加的现象.同时对各区域极端旱涝事件前兆信号及可预测性进行分析,为中国旱涝极端事件的预测提供一定科学依据. 关键词： 极端事件 前兆信号 可预测性     

非均质脆性材料灾变性破坏的一种敏感前兆

非均质脆性材料的失效可能有两种模式:渐进式破坏与灾变性破坏. 灾变性破坏具有更大的危险性,灾变预测是一个有重要意义的难题. 基于统计细观损伤力学分析了两种破坏模式的差异,发现在每一加载步中系统卸载所释放的弹性能与损伤所耗散的能量之比值可为灾变破坏提供一种敏感的前兆. 研究发现在灾变性破坏和非灾变性的渐进式破坏两种失效模式中,虽然系统中卸载所贡献的弹性能增量与损伤消耗和释放的能量增量的比值都有趋向于1的趋势,但是两者的趋近方式不同:灾变性破坏时表征能量比随控制变量变化特征的响应函数R有一个上升段,在灾变破坏点$R$趋向于无穷大,而非灾变性破坏中$R$始终是减小的.      

地震水化前兆的灰色识别

本文研究了水化地震前兆的灰色系统识别方法, 并以北京栏杆市热水井H2浓度动态为例建立了GM(1, 1)滑动识别模型。文中提出了动态前兆识别参数M(t)的概念, 认为动态前兆识别参数M(t)比静态识别指标更有效。用这种识别法进行后验性识别, 提前于内蒙丰镇1981年8月13日5.8级地震前15天识别出发震前兆。以唐山地震前后津2热水井CO2前兆异常识别的失败为反例, 分析了失败的原因, 认为对地震平静期的观测研究是进行水化前兆灰色识别的前提。