多通道动态应变观测系统在地震模拟实验中的应用

摘要：

为了研究实验变形失稳过程中的应变场快速调整阶段和岩石结构破坏过程中的复杂变形场,将高速、高分辨率、多通道的应变观测技术引入构造物理实验,搭建了用以观测瞬态变形场的多通道动态应变观测系统,形成了16Bit分辨率、96通道、3.4kHz采样速度、1με分辨率且连续记录的应变观测系统.通过观测断层失稳过程高速滑动阶段和裂纹扩展过程的力学场时空变化,发现断层粘滑失稳过程的演化具有3个特征阶段:预滑动阶段、高频震荡阶段和低频调整止滑阶段.每个阶段的持续时间、应变速率、频率特性、振幅等都具有自身特点;三维断层扩展模型的实验结果显示,岩桥区断层贯通是一个快速过程,先多点局部扩展,后跳跃式连接.在断层贯通之后,样品整体崩垮之前,存在一个相对稳定的阶段,持续时间为几十ms.多通道动态应变观测系统填补了在地震模拟与岩石力学实验中应变观测频带的空缺,可以获得高密度、高精度的动态应变场,进一步研究瞬态应变场演化与应变波时空过程,为理解从缓慢递进变形到突发失稳释放过程提供了技术支持.

关键词：瞬态应变场、高频应变测量、粘滑失稳、裂纹扩展

所属期刊栏目：36

分类号：P313(大地（岩石界）物理学（固体地球物理学）)

资助基金：国家自然科学基金41174046;地震动力学国家重点实验室自主课题LED2009A08;国家自然科学基金41325009

在线出版日期：2014-11-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：929-938