利用非线性激光干涉测量实时观测颗粒岩石模拟材料的变形与破坏
地球物理
2017-05-10 v1
摘要
更好地理解并预测滑坡或地震断层活动之类的自然过程，需要对岩石力学和地质材料动力学进行详尽的理论与实验分析。近几十年来，随着著名的剪切带实验等，在颗粒岩石材料的变形与断裂过程实验室研究方面取得了显著进展。这一进步的原因之一是观测技术手段的持续改进。但实时方法的缺乏使得无法检测即将发生的断裂过程的指标，从而无法预测该现象。在此，我们进行了单轴压缩实验，以分析颗粒岩石材料样品对不同冲击的响应。我们使用一种基于非线性自混合干涉测量技术的新型干涉激光传感器，实时观测样品的变形，并评估其作为地质材料动力学分析诊断工具的实用性。由于该方法具有高空间和时间分辨率，我们既观测到了动态载荷作用下的振动过程，也观测到了破坏的起始。后者之前伴随着材料振动周期的连续变化。经过多次冲击后，材料响应不再可逆，我们检测到不可逆变形的逐步积累，从而导致断裂过程。我们证明，材料破坏可由表面振动运动的临界慢化预示，因此可将其视为样品宏观破坏的早期预警信号或预测因子。非线性自混合干涉测量技术很容易扩展到断层传播测量。因此，它为地质材料变形与破坏研究打开了新的观测窗口。
引用
@article{arxiv.1705.03377,
title = {Real time observation of granular rock analogue material deformation and failure using nonlinear laser interferometry},
author = {Pierre Walczak and Francesco Mezzapesa and Abderrahmane Bouakline and Julien Ambre and Stéphane Bouissou and Stéphane Barland},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.03377},
year = {2017}
}