岩爆的分形特征和机理

本文应用分形几何和损伤力学研究了岩爆诱发的微地震。使用分形的数目—半径关系考察了已报导的微地震事件的位置分布,发现它具有集聚(cluster)分形结构。当接近一个主岩爆时,微地震事件的集聚程度明显增加,并相应地出现分形维数值的减小。最低的分形维数值通常出现在一个主岩爆临近产生之时。这样,分形维数的变化就有可能用来进行岩爆的预测预报。这种变化与地震学中强震发生前的降维现象(b值减小)是完全一致的,我们使用损伤力学和分形概念从理论上分析了岩爆的分形和物理机理。研究表明:一个强的破坏(岩爆或地震)实际上等效于岩体内破裂的一个分形集聚。这个破裂的分形集聚所需能量耗散E随分形维数D的减小而按指数律增加:D=C1exp[—C2E]这样,岩爆和地震的分形自然在理论上得到很好的解释,并由此人们能更好地去理解岩爆和地震的发生和发展。