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中国矿业大学
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郭晓炜
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基于“
p-hole
”理论的加载岩石内部红外辐射传递效应试验研究
基于“P-hole”理论的加载岩石内部红外辐射传递效应试验研究
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作者:
郭晓炜
中国矿业大学
学位级别:硕士
煤岩体内部的破裂发展,是导致矿山保水开采中导水裂隙产生的根本原因。目前红外辐射的研究,主要是针对煤岩体表面变化特征开展的,没有将内部破裂过程和表面红外辐射信息相结合,该缺陷制约了红外辐射监测技术在矿山保水开采与岩层控制中...
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煤岩体内部的破裂发展,是导致矿山保水开采中导水裂隙产生的根本原因。目前红外辐射的研究,主要是针对煤岩体表面变化特征开展的,没有将内部破裂过程和表面红外辐射信息相结合,该缺陷制约了红外辐射监测技术在矿山保水开采与岩层控制中的应用。本文为探索煤岩体表面红外辐射变化规律与内部破裂状态之间的关系,进行了基于“p-hole”理论的红外辐射传递效应的砂岩加载试验研究,分析了试样加载过程中受压端AIRT与应力、非受压端AIRT与应力、非受压端AIRT与电流以及受压端AIRT与非受压端AIRT之间的关系,得出了以下结论:(1)在加载过程中,非受压端电流有突变现象,该现象是由于应力激活了处于休眠状态的p-hole,并运移至非受压端表面而产生的;此外,部分试样在加载过程中,受压端与非受压端表面之间出现了明显裂缝,而非受压端仍有电流的突变,说明裂缝的形成不会阻断p-hole的传递。(2)通过COMSOL数值模拟分析,得出非受压端并未受到受压端力热耦合效应的影响;根据铂电阻温度测试得出,沿着p-hole的传递路径,受压端产生的焦耳热并未传递到非受压端,即热传递未对非受压端的红外辐射产生影响。因此,非受压端AIRT的变化,是由p-hole的变化引起的。(3)砂岩加载过程中,81.8%的岩样非受压端AIRT体现出阶段性变化特征,在弹性阶段初期,非受压端AIRT呈先增后降的变化趋势;弹性阶段中后期,呈缓慢上升趋势;塑性阶段至最后破坏阶段,呈缓慢上升趋势。(4)电流产生脉冲的同时,非受压端AIRT产生了突变,二者具有同步性;且无论是正脉冲电流还是负脉冲电流,其对应时刻的非受压端AIRT都呈由增转降的趋势。(5)通过受压端与非受压端AIRT的数据拟合分析得出,在弹性阶段,90.9%的岩样具有较好正线性相关性,其中18.2%的岩样具有中等强度正线性相关性(0.50.8)。研究结果对后续进一步研究煤岩体表面红外辐射变化特征与内部破裂状态具有重要的参考意义,可对矿山保水开采与岩层控制等提供借鉴。
关键词:
p-hole
红外辐射
应力
AIRT
电流
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2022年6月阿富汗帕克提卡M6.0级地震前微波亮温异常的多态性及其归因辨析
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遥感学报
2024年 第10期28卷 2621-2631页
作者:
丁逸凡
吴立新
齐源
毛文飞
中南大学地球科学与信息物理学院
长沙410083
中南大学地灾感知认知预知研究室
长沙410083
阿拉伯板块持续向北挤压欧亚板块,促使阿富汗—巴基斯坦边境应力场变化、局部闭锁和破裂失稳,导致2022年6月21日发生了6.0级帕克提卡浅源地震,这是该地区近10年发生的最大地震。本文利用GCOM-W1卫星AMSR-2微波辐射计观测的微波亮温(MBT...
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阿拉伯板块持续向北挤压欧亚板块,促使阿富汗—巴基斯坦边境应力场变化、局部闭锁和破裂失稳,导致2022年6月21日发生了6.0级帕克提卡浅源地震,这是该地区近10年发生的最大地震。本文利用GCOM-W1卫星AMSR-2微波辐射计观测的微波亮温(MBT)数据,运用时空加权两步法提取了地震前后、震中周边超百万km^(2)范围内的MBT残差,揭示了MBT时空演变特征与正异常现象的多态性。联合降雨、土壤湿度及CH4、CO温室气体卫星观测数据,结合区域地质条件和地表覆盖类型,逐一进行了多态MBT正异常的归因辨析。研究表明:(1)震中东南部印度河平原和西北部卡拉库姆沙漠显现MBT正异常,可归因于孕震应力激活的岩石空穴粒子(p-hole)从孕震区向上传递到第四系盖层,导致地表浅层介电常数降低;(2)临震期高山地区显现MBT正异常,可归因于应力激活的p-hole向高山低温区传递,并聚集在砂性沉积岩盖层,致使砂性盖层微波介电常数降低;(3)震中西北部沿赫拉特断裂带显现MBT正异常,与临震期断层拉张有关,可能受到煤系CH4、CO沿断层与矿井逸出产生的温室效应影响。本研究对于西亚地区地震微波遥感观测及地震异常识别有重要意义,对全球其他地区的地震遥感监测及异常认知也有参考价值。
关键词:
遥感
微波亮温
地震异常
p-hole
微波介电
温室效应
地应力场变化
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