【摘要】：由于地震發(fā)生時,震源深埋地下,對地震的孕育、發(fā)展和發(fā)生規(guī)律難以進(jìn)行直接的探查,造成地需研究工作與災(zāi)害預(yù)防要求之間存在著很大的差距。了解巖石在應(yīng)力作用下,其內(nèi)部的微裂隙的演化、發(fā)展的變化過程及規(guī)律,對保證工程安全具有重大意義。自然界的巖石都帶有一定強(qiáng)度的磁性,當(dāng)巖石受外力作用時,巖石內(nèi)部的微裂隙發(fā)生變化,巖石周圍空間磁場的分布也會發(fā)生變化,磁場隨巖石裂隙的變化而變化,正是基于這個理論,本試驗擬將磁學(xué)物理量磁強(qiáng)引入對巖石壓縮斷裂過程的研究。本試驗采用天然帶磁圓柱巖石試件作為研究對象,模擬地殼中的巖石在壓縮斷裂過程中其應(yīng)力能量從積累到釋放的破裂過程,并對震源孕震、發(fā)震過程中巖石內(nèi)部微裂隙的應(yīng)力變化與磁強(qiáng)的變化之間的關(guān)系進(jìn)行有限條件的模擬研究；同時,考慮到震源至地表之間的空間距離,研究對巖石周圍的磁強(qiáng)近距離遙感測試方法,建立巖石斷裂-磁強(qiáng)變化理論模型,探索斷裂改變磁場的變化機(jī)理。本試驗利用加載系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對試件進(jìn)行軸向加載,并進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,獲得豎向荷載(應(yīng)力)、豎向位移(應(yīng)變)、磁強(qiáng)、試驗時間等四個物理量,并通過數(shù)據(jù)處理和分析找到他們之間的對應(yīng)關(guān)系,將巖石力學(xué)性質(zhì)與電磁學(xué)基本物理量聯(lián)系起來,以巖石壓縮斷裂應(yīng)力磁強(qiáng)試驗研究為基礎(chǔ)的地震地磁觀測數(shù)據(jù)分析方法。大量的試驗結(jié)果表明,在應(yīng)力上升階段,即巖石破壞前應(yīng)力隨應(yīng)變的增加而增加,磁強(qiáng)隨應(yīng)變的增加而減小,應(yīng)力和磁強(qiáng)大致呈反對稱關(guān)系；應(yīng)力下降階段,即巖石破壞后失去承載力,巖石的磁強(qiáng)發(fā)生突變,隨后增大或減小都有可能；在巖石即將達(dá)到最大應(yīng)力附近時,磁強(qiáng)的變化速率,也就是磁強(qiáng)隨時間變化的斜率發(fā)生變化,產(chǎn)生波動的現(xiàn)象這和巖石本身的帶磁情況、本身的裂隙情況以及破壞形態(tài)有很大的關(guān)系。
[Abstract]:When the earthquake occurs, the earthquake source buried deep underground, the preparation, development and occurrence of the earthquake is difficult to directly explore, resulting in a large gap between the ground needs research work and the disaster prevention requirements. It is of great significance to understand the evolution of microcracks and the changing process and law of the development of rock under stress, which is of great significance to ensure the safety of engineering. The natural rock all has the certain intensity magnetism, when the rock is subjected to the external force, the microfissure in the rock will change, the distribution of the magnetic field around the rock will also change, the magnetic field will change with the change of the rock fissure. It is based on this theory that the magnetic physical quantity magnetic intensity is introduced into the study of rock compression fracture process. In this experiment, the natural magnetic cylindrical rock specimen is used as the research object to simulate the process of stress energy from accumulation to release in the process of compression fracture of rock in the crust, and to prepare earthquake for the source. The relationship between stress change and magnetic intensity variation in rock is simulated under finite conditions. At the same time, considering the spatial distance between the earthquake source and the surface, the paper studies the method of measuring the magnetic intensity near the rock by remote sensing, establishes the theoretical model of the variation of the rock fracture and magnetic intensity, and explores the mechanism of the change of the magnetic field of the fault. In this experiment, the axial loading system and data acquisition system are used to carry out axial loading and real-time monitoring to obtain four physical quantities: vertical load (stress), vertical displacement (strain), magnetic intensity, test time, etc. The corresponding relationship between them is found through data processing and analysis, and the analysis method of seismic geomagnetic observation data based on the experimental study of stress and magnetic intensity of rock compression fracture is presented, which relates the mechanical properties of rock to the basic physical quantity of electromagnetism. A large number of experimental results show that the stress increases with the increase of strain, and the magnetic intensity decreases with the increase of strain at the stage of stress rise, and the stress and magnetic intensity are approximately antisymmetric. At the stage of stress decreasing, that is, the bearing capacity of rock is lost after failure, the magnetic intensity of rock changes suddenly, and then increases or decreases. When the rock is about to reach the maximum stress, the rate of change of the magnetic intensity, that is, the slope of the change of the magnetic intensity with time, will change, and the phenomenon of the fluctuation will occur, and the magnetic condition of the rock itself. There is a great relationship between the fracture and the failure form.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU45

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 章亮熾,丁浩江,韓甫田,肖永謙;圓柱體巖石試件在軸向雙點(diǎn)負(fù)荷作用下應(yīng)力分布的有限單元分析[J];力學(xué)與實(shí)踐;1989年03期

2 王學(xué)濱,潘一山,盛謙,丁秀麗;巖石試件端面效應(yīng)的變形局部化數(shù)值模擬研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報;2002年03期

3 劉超;;完整巖石試件和含有裂隙巖石試件在單軸壓縮下破壞過程的數(shù)值模擬研究[J];煤炭技術(shù);2014年08期

4 黃志平;唐春安;朱萬成;逄銘璋;;動載荷條件下波長對巖石試件破壞模式影響的數(shù)值模擬[J];巖土工程學(xué)報;2007年07期

5 高秀君;羽柴公博;大久保誠介;福井勝則;;適用于小型巖石試件的三軸壓縮試驗技術(shù)與設(shè)備的開發(fā)及其應(yīng)用[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2006年10期

6 徐東強(qiáng)，周昌達(dá)，，許昭永;巖石試件剛度及壓力機(jī)剛度對巖石主破裂前聲發(fā)射相對平靜的影響[J];地震研究;1994年03期

7 于永江;王來貴;何峰;呂明海;;巖石試件在不同圓柱荷載作用下的破壞特征[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2006年05期

8 劉康和;淺析聲測巖石試件尺寸的確定[J];物探化探計算技術(shù);1997年04期

9 徐紀(jì)成,劉大安,張靜宜,孫宗頎,黎松茲;MRF-1型巖石試件加工機(jī)的研制[J];實(shí)驗室研究與探索;1997年01期

10 王學(xué)濱,潘一山;考慮圍壓及孔隙壓力的巖石試件應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系解析[J];地質(zhì)力學(xué)學(xué)報;2001年03期

相關(guān)會議論文 前6條

1 王來貴;劉向峰;馬少鵬;;巖石試件非穩(wěn)定破壞演化過程分析[A];新世紀(jì)巖石力學(xué)與工程的開拓和發(fā)展——中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會第六次學(xué)術(shù)大會論文集[C];2000年

2 李強(qiáng);;受雙點(diǎn)荷載的不規(guī)則形狀巖板的應(yīng)力分析[A];第三屆巖石力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集（上）[C];1985年

3 徐東強(qiáng);李玉英;周昌達(dá);許昭永;;巖石試件剛度及壓力機(jī)剛度對巖石主破裂前聲發(fā)射相對平靜的影響[A];第二屆全國青年巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)研討會論文集[C];1993年

4 劉萬禧;魏善斌;;用套筒致裂法測定巖石試件抗拉強(qiáng)度的試驗研究[A];第一屆華東巖土工程學(xué)術(shù)大會論文集[C];1990年

5 趙阿興;宋惠珍;;受壓微裂紋發(fā)育過程的動態(tài)實(shí)驗研究及其在油田的應(yīng)用[A];第五屆全國構(gòu)造物理、第三屆全國高溫高壓學(xué)術(shù)討論會論文摘要[C];1992年

6 樓溈濤;張喜華;李豆;魏愛云;;花崗巖石在10~2 S~(-1)應(yīng)變率下的應(yīng)力應(yīng)變行為[A];第三屆全國巖石動力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文選集[C];1992年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 趙菲;應(yīng)變巖爆重要影響因素實(shí)驗分析[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2015年

2 平琦;煤礦深部巖石動態(tài)力學(xué)特性試驗研究及其應(yīng)用[D];安徽理工大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 劉鑫;巖石的動態(tài)特性及其破碎特征分析[D];遼寧科技大學(xué);2016年

2 陳立;動載作用下頁巖力學(xué)特性試驗研究及巖體減振分析[D];昆明理工大學(xué);2016年

3 戴罡;加載速率影響下巖石試件破壞特性研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2015年

4 張琪;天然帶磁圓柱巖石試件壓縮過程應(yīng)力磁強(qiáng)效應(yīng)研究[D];東北大學(xué);2013年

5 李騰宇;基于CT掃描的巖石細(xì)觀損傷規(guī)律研究[D];太原理工大學(xué);2015年

本文編號：2406410