天空冷背景下受力岩石微波辐射特征实验研究
2020-08-18徐忠印刘善军吴立新车德福
东北大学学报(自然科学版) 2020年8期
徐忠印, 刘善军, 吴立新, 车德福
(1.东北大学 资源与土木工程学院, 辽宁 沈阳 110819; 2.中南大学 地球科学与信息物理学院, 湖南 长沙 410006)
当应力超过岩石的弹性强度极限时,岩石就会发生脆性破裂,引发诸如地震、矿震、岩爆等地质灾害.因此,对岩体的应力状态进行监测是预防、预报岩石灾变的一种可行手段.近年来实验室内观测到的岩石受力破裂过程中微波辐射变化研究结果,为微波遥感应用于岩体的应力变化监测带来乐观前景.邓明德等[1]在实验室环境下对不同结构的岩石试件进行加载,发现岩石的微波辐射亮温随应力的增加而增强;当岩石临破裂时,各种岩石的微波辐射亮温表现出不同程度的急速升高,可视为岩石破裂的微波辐射变化前兆.Maki等[2]对石英岩、花岗岩、辉长岩和玄武岩在单轴压缩至破裂过程中的微波辐射变化进行观测,结果表明,所有岩石试件在300 MHz和2 GHz频段均观测到电磁辐射脉冲信号,在22 GHz频段只有石英岩探测到有电磁辐射产生.徐忠印等[3]在实验室内对受力破裂花岗岩试件进行37.5 GHz频段的微波监测,结果显示,花岗岩的微波亮温随应力呈现初始阶段微降、弹性阶段上升、塑性阶段下降,以及临破裂前上升的变化特征.
根据受力岩石的微波监测实验结果所建立的基于Aqua卫星AMSR-E微波传感器的地震监测系统,为与岩石破裂有关的地质灾害的监测提供了有力的数据支持.利用该系统的18.7 GHz微波数据,Tadashi等对2004年2月24日摩洛哥6.3级地……
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