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非均匀脆性介质的灾变预测是当今国内外科学界与工程界共同关注的前沿课题，涉及许多重要的自然现象及工程应用领域，具有广泛的应用前景。地震是非均匀脆性介质灾变破坏的典型例子。地震是一种严重的自然灾害，也是一种非常复杂的自然现象。但从力学角度看，地震的孕育过程实质上是孕震区介质的损伤、演化过程，这主要是一个力学过程。解决与地震预测有关的力学问题与工程中的力学问题有许多不同之处。通常力学问题的解决需要知道其本构关系、边界条件、初始条件以及某些力学量的变化历史(如流变)。但是在地震孕育过程中它们却是未知的，或者不完全知道的，我们知道的只是地壳中某些物理量的变化。由此尹祥础教授提出了一种地震预测新方法——加卸载响应比理论(Load/Unload Response Ratio，简称为LURR)。近年来，随着研究工作的进一步深入，加卸载响应比理论在中强地震的地点预测方面取得突破性进展。2004年，中国大陆地区加卸载响应比资料达标地区发生M5.0级以上地震17个，其中15个发生在2003年底加卸载响应比预测的异常区域内。2005年，中国大陆地区加卸载响应比资料达标地区发生的12个M5.0级以上地震，全部发生在2004年底加卸载响应比预测的异常区域内。通过中国大陆地区的加卸载响应比空间扫描还成功地预测了广东阳江5.0级地震。此外，本文首次进行了欧亚地震带地区和美国西部地区的加卸载响应比地震趋势研究，成功地预测巴基斯坦M7.6级大地震。由此证明：加卸载响应比理论可能适用于不同地质构造地区的地震预测。加卸载响应比理论的预测精度有很大的提高，这并不是偶然取得的。我们通过大量的基础研究，深化了对地震孕育过程中加卸载响应比的变化规律的认识，指导计算程序的改进、参数的选择、预测的判定等等。归纳起来，体现在以下几个方面：
⑴进行了三轴应力条件下中尺度岩石破坏声发射实验。实验采用了花岗岩、砂岩、大理岩3种岩石试件。为了模拟日月引潮力对地球的加载和卸载作用，在一常数加载率的轴向压力作用下，叠加上微小的正弦扰动，力求能够模拟地下岩石复杂的受力状态。同时利用多种方法对实验过程进行监测，尤其是采用了声发射(AE)技术对微裂纹的产生和扩展进行了连续实时记录。实验过程中记录到大量的声发射信息，声发射记录包括声发射发生的时间、空间坐标和振幅,它能够反映岩石试件内部每一个损伤(微裂纹)发生的时间、地点和强度。通过实验研究了加卸载响应比及能量加速释放现象。结果显示，岩石试件宏观破坏前出现了加卸载响应比先上升至高值点，之后下降继而发生灾变性破坏的普遍规律，同时也证实了能量加速释放现象，从而对地震临界点理论给予了实验支持，也为用加卸载响应比进行地震预测提供了实验依据。同时在实验中发现了灾变破坏发生前，声发射率与载荷相关性提高现象。
⑵完成了加卸载响应比空间扫描程序的并行化及优化。同时，在中国科学院计算机网络信息中心超级计算中心深腾6800超级计算机上进行了大量计算，取得了许多有价值的结果。加卸载响应比空间扫描程序经过优化以后，运行速度提高了20至40倍，从而使进行更大范围、更长时间、更高精度的地震预报成为可能。
⑶对加卸载响应比理论和应用过程的若干问题进行了的深入研究。通过对以往震例研究结果的统计，分析了加卸载响应比异常时间与地震震级的关系。由于震源机制解的不唯一性对加卸载响应比计算结果会产生一定的影响，进行了断层参数解的优化选择。针对地震这一物理现象的时间和空间尺度，进行了加卸载响应比的多尺度时空扫描。