文中采用尺寸为50mm×50mm×150mm的花岗闪长岩、 大理岩以及砂岩3种不同的岩石样品, 开展了超声尾波和声发射同步观测研究。 结果显示: 1)尾波变化与声发射演化过程存在良好的对应关系, 声发射频度增加时尾波的变化随之改变, 尤其是声发射频度增加的早期阶段尾波便出现变化。 这预示了分析尾波可获得岩石早期的损伤信息。 2)不同变形阶段, 尾波变化的物理机制不同。 加载初期, 尾波变化存在明显的散射体改变特征; 随后, 在线弹性变形阶段则以波速变化为主; 加载后期, 散射体的改变增加, 且与波速变化共存, 散射体的改变效应与岩石微破裂的程度有关。 3)随着载荷的增加, 波速增加的幅度总体呈逐渐减小的趋势, 这与通过直达波获得的认识基本一致。 4)岩石变形过程中产生的微破裂会改变尾波变化的物理机制, 散射体效应将显著增强。 同时, 声发射波形将对超声尾波造成干扰, 因此在仅利用尾波资料分析岩石损伤时需要关注相关的问题。 总之, 超声尾波变化和声发射均可反映岩石内部的损伤情况, 且不同的变形阶段尾波的变化机制不同, 二者的联合观测可起到相互验证的作用, 有利于提高观测结果的可靠性。

地震模拟实验通过稳态加载获得失稳滑动或破裂事件来模拟地震过程。实验中，稳态变形与失稳滑动交替出现。由于无法事先确定失稳发生的时刻与持续时间，且一次实验中有可能产生多次失稳事件，为了保证在极其短暂的失稳瞬间获得足够的数据以分析震源力学过程，数据采集系统需要从实验开始直至结束一直保持高速连续工作。一般的实验进程可能会持续十几h，因此需要巨大的存储空间。尽管还没有确切地了解失稳信号的频率上限，但以往的实验已经证明信号的频率会达到几百甚至几千Hz，所以采样频率应当达到MHz量级以上。在这种连续长时间获取高频数据的情况下，还要保持较高的信噪比。此外，以往的实验已经证明，震源力学场具有复杂的空间结构，难以用少数几个测点来描述，需要对几十个以上的测点进行同步观测。长时间连续记录、高分辨率高频采样与多点同步观测4项技术手段的联合使用对观测系统的技术指标提出了巨大的挑战。为此，文中研发了一套高信噪比的64通道、16位分辨率、4MHz并行采集频率、可以连续记录几十h的超动态变形场观测系统。利用这套系统可以实现应变、声发射及位移等多种信号的同步采集，便于分析各种物理量之间的转换关系。