岩石电阻率图像及各向异性变化的实验研究

发布时间：2019-12-04 00:05

【摘要】：在两组人工样品自由表面以中心点为基准对称布设3条辐射状测线,对样品实施单轴应力加载和卸载后,利用电阻率层析成像方法构建了相应的视电阻率相对变化图像,并计算和绘制了表征裂隙产生和发展速率的视电阻率各向异性系数λ*以及表征裂隙产生和发展方位的各向异性主轴方位角α随应力和深度的变化曲线.结果表明:所有测线所对应的RRC图像均随着应力的变化呈现出相同的变化趋势,即在加载阶段,随着应力的增加,视电阻率相对变化图像中电阻率降低区域逐渐收缩,而电阻率升高区域逐渐扩张,在卸载阶段,随着应力的减小,电阻率降低区域继续收缩,电阻率升高区域继续扩张;样品中的高阻体对其所在部位及附近区域的电阻率增幅有较大影响,而对横越高阻体测线的视电阻率相对变化图像的趋势性变化无影响;对于原始电性为各向异性的样品,随着应力的增加,其各向异性程度降低;裂隙主要在岩样的浅部产生和发展,而在较深部位的裂隙产生和发展的速率相对较低.上述结果有助于解释和理解地震、火山活动和大型地质构造运动引起的视电阻率及其各向异性的变化特征,电阻率层析成像方法可能成为目前地震电阻率观测方法的有益补充.
【图文】：

示意图,示意图

卖验系统示意图

重复测量,电阻率,测量结果,样品

级加载至１１．１１，２２．２２，３３．３３和４０ＭＰａ，然后以－２．０×１０－２ＭＰａ／ｓ的速率逐级地卸载至０ＭＰａ．在加载和卸载至不同应力时实施应力保持，直到３条测线的视电阻率数据均采集完毕，同时要求每块样品总的测量时间不超过２０小时．图４样品在无压力状态下电阻率重复测量结果相对第一次测量结果的变化图Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｃｈａｎｇｅｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｒｅｐｅａｔｅｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｆｉｒｓｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｂｅｆｏｒｅｌｏａｄｉｎｇ图５样品Ⅰ（ａ）和样品Ⅱ（ｂ）的应力（单位为ＭＰａ）加载和卸载曲线Ｆｉｇ．５Ｔｈｅｓｔｒｅｓｓ（ｉｎＭＰａ）ｌｏａｄｉｎｇａｎｄｕｎｌｏａｄｉｎｇｃｕｒｖｅｓｏｆｓａｍｐｌｅⅠ（ａ）ａｎｄｓａｍｐｌｅⅡ（ｂ）２实验结果及分析２．１视电阻率相对变化图像前人的研究大多采用两个或者几个电极（Ｐａｒｋｈｏｍｅｎｋｏ，Ｂｏｎｄａｒｅｎｋｏ，１９６０；Ｂｒａｃｅｅｔａｌ，，１９６５；Ｙａｍａｚａｋｉ，１９６５；Ｂｒａｃｅ，Ｏｒａｎｇｅ，１９６６，１９６８ａ，ｂ；陈大元等，１９８３；金耀等，１９８３；张金铸，陆阳泉，１９８３；张天中等，１９８５；安金珍等，１９９６；陈峰等，２０００，２００２，２００３ａ，ｂ，２０１３），因此只能建立一点或同一深度上几点的视电阻率随应力变化的关系曲线，而无足够数据来构建视电阻率随应力变化的动态图像．在本研究的实验中，布设了两条均包含４３个电极的测线Ｌ１和Ｌ２，隔离系

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