地震是一种常见的具有破坏性的自然现象,浅源地震的机制是在沿老断层或新形成的断层滑动过程中发生的黏滑。黏滑是由断层两盘闭锁、应力应变积累直到突然释放,产生相对位移错动的过程,在失稳错动过程释放大量能量。对断层黏滑错动的机制及断层黏滑失稳过程进行研究对地震预测具有重要意义。本文对预制不同倾角断层的粗晶正长花岗岩进行摩擦滑动实验,研究不同倾角、不同加载速率、不同侧压下断层黏滑过程中的力学特性和声发射参数、波形、分形维数等特征,分析和总结岩石黏滑失稳机制及声发射演化特征规律,为地震预测提供参考。对不同加载条件下黏滑过程力学特征进行分析,可以发现,在不同加载条件下,断层黏滑特征也有所不同。侧压和倾角的改变,都会使断层面应力状态改变并影响凹凸体的接触状态,宏观表现为断层面的摩擦强度改变。在加载速率减小时,加载过程中断层面之间有相对长的时间进行调整和物理愈合,断层面受力状态发生变化。利用声发射系统对断层黏滑过程进行监测,研究断层在不同阶段的声发射特征发现:应力积累阶段内的声发射事件数目稳定增长,事件能级都比较小;对典型声发射事件进行FFT变换,发现信号幅值都很小,频率较高;通过计算b值和分形维数D可知,微破裂尺度分布保持稳定,以小尺度的微破裂为主。断层失稳错动时,声发射事件突增,高能级事件随着黏滑事件周期性出现;声发射事件频率低幅值大但信号很少,对应于凹凸体被剪断的大尺度微破裂产生;临近失稳,b值发生突降,分形维数D下降到最低值,说明黏滑事件发生伴随着大尺度的微破裂占比增大,微破裂转为剪破裂为主,在这个阶段大尺度的微破裂增加,凹凸体被剪断并最终失稳。对不同因素影响下声发射特征进行对比可以得到:倾角由34°变为45°时,受力状态改变,黏滑不容易发生,黏滑失稳时的声发射能量增大,黏滑失稳前后大尺度微破裂占比更大。对比不同侧压下的声发射特征可以发现,随着侧压增大,声发射计数增长率增大,断层面滑移加剧,但微破裂尺度变化程度不大,剪断凹凸体增多。在加载速率改变时,加载速率1μm/s与5μm/s下声发射事件各频段分布情况相似,10μm/s时应力降和错动位移相对较小,但从声发射优势频率来看,断层面滑移更加剧烈。对于断层的前兆信息方面,可以利用高能量声发射事件发生对断层黏滑进行预测。分形维数D和b值也是评价岩石失稳破坏的两个重要指标,分形维数D与b值变化趋势一致,b值在黏滑发生前发生突降,可以作为预测指标。采用HHT对失稳事件声发射信号分析发现,Hibert谱比信号波形更早发生变化,可以作为断层黏滑失稳前兆特征。该论文有图49幅,表9个,参考文献113篇。