地震动力学国家重点实验室开放基金(LED2010B01)
- 作品数：5 被引量：60H指数：5
- 相关作者：郑亮程惠红张怀石耀霖孙玉军更多>>
- 相关机构：中国地震局中国科学院中国地质科学院更多>>
- 发文基金：地震动力学国家重点实验室开放基金国家自然科学基金深部探测技术与实验研究专项更多>>
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- 利用三维孔隙弹性模型探讨紫坪铺水库对汶川地震的影响被引量：18
- 2012年
- 本文基于三维孔隙弹性理论,建立了紫坪铺水库及周边地区的有限元模型.根据紫坪铺水库开始蓄水到汶川地震发震时刻的水位变化情况,计算了整个区域的孔隙压力和库仑应力.详细讨论了断层及周围地层的弹性模量和扩散系数对计算结果的影响.计算结果表明:从弹性角度看,断层的弹性模量对汶川地震震源处的库仑应力影响很小;震源处的库仑应力随着断层和周围地层的扩散系数增大而增大.当给定弹性模量和扩散系数代表性值的时候,计算结果表明在汶川地震发震时刻,震源处的库仑应力变化量为+1kPa左右,这表明紫坪铺水库使得汶川地震发震断层更加危险.是否这个量级的库仑应力就能够触发汶川地震还需要进一步探讨.通过分析库区周边小震的分布,发现小震分布区域均是库仑应力增加的地区,因此紫坪铺水库周边的小震应该与紫坪铺水库蓄水有直接关系.
- 孙玉军张怀董树文郑亮张贝程惠红石耀霖
- 关键词：紫坪铺水库汶川地震库仑应力
- 探讨紫坪铺水库在汶川地震发生中的作用被引量：18
- 2014年
- 汶川MS8.0级地震位于紫坪铺水库库尾附近。2002年紫坪铺水库开始截流,2005年10月正式开始蓄水后,库区先后发生不少小震群。2006—2008年迅速增多的水磨震群与主震相距不足5km。因此,紫坪铺水库蓄水在汶川地震发生中的作用成为一个被广泛关注的热点问题,从断层的库仑应力变化出发有过很多讨论。文中以汶川MS8.0级地震前的紫坪铺水库地震台网数据为基础,通过分析龙门山断裂带以及库区小震的时空演化,研究水库附近流体压力扩散过程,得到以下认识:(1)紫坪铺水库所在区域存在一系列北东向展布的断裂,水库位于碳酸盐岩地层上,存在渗漏的地质背景。伴随水位波动升高,回水逐渐向西南淹没,地震分布范围也逐渐由大坝向南西扩展,二者关系密切。根据地震随时间的分布,分析了水压力的扩散过程,拟合得到水压力的宏观扩散系数为0.7m2/s。该扩散系数较好地勾画了紫坪铺水库蓄水和地震活动过程。扩散过程既与河流纵断面形态关系密切,也与地下流体孔隙压力扩散、水位变化有关。(2)紫坪铺水库蓄水前龙门山断裂带汶川段已处于高应力状态,库区正好位于汶川段西南区的闭锁部位。蓄水后龙门山断裂带有过三次地震增强和地震活动范围沿断裂扩展的过程,均发生在水位升高后。已有实验结果表明,在亚失稳应力状态下断层在失稳前的活动存在协同化过程。其作用是降低断层上弱部位的强度和扩大弱部位的总长度以提高断层协同化程度,从而增加断层强部位的应力。研究认为,3次高水位后地震活动的增强正反映了在强区域构造应力背景下库水渗透到部分闭锁断层段并使之弱化引起的连锁反应。汶川地震发生在高区域应力和水体的共同作用下,多次高水位起了弱化断层闭锁段的作用,使断层上协同化程度达到临界水平,在强部位的应力作用下造成了较�
- 刘远征马瑾马文涛
- 关键词：汶川地震紫坪铺水库
- 库水渗流与荷载对水库地震形成的影响分析被引量：13
- 2010年
- 文中从库区水文地质结构及库水重力对库区附近断层库仑应力的影响出发分别进行讨论,得出以下结论:1)当蓄水区域存在碳酸盐岩地层,且岩体存在较大、较深的饱和或非饱和溶洞、矿洞时,该洞穴被库水淹没后,容易形成快速响应型地震。2)通过数值计算可知,库水重力对库区附近断层库仑应力的影响,与区域背景应力场、断层产状及断层与水库的相对位置有关。当水库位于断层下降盘,且断层倾角较大时,对断层失稳有显著的促进作用。此时,正倾滑断层局部与逆倾滑断层整体易出现库仑应力值增加。具有相似地表出露环境与产状的正倾滑断层库仑应力最大正增量大于逆倾滑断层库仑应力最大正增量。摩擦系数为0.6时,重力引起的断层库仑应力的最大正增量约为饱和溶洞内孔隙压力影响值的1/4。孔隙压力的作用更值得重视。
- 刘远征马瑾姜彤潘纪顺
- 关键词：水库地震库仑应力岩溶重力荷载
- 新丰江水库地震孔隙弹性耦合有限元模拟被引量：16
- 2012年
- 1962年新丰江水库Ms6.1级地震是公认的水库诱发地震,对该水库蓄水造成的库仑应力变化进行量化估算,有助于对多大量级的库仑应力可以触发水库地震的这一基础性科学问题的了解.从这一角度出发,建立了新丰江水库三维孔隙弹性耦合模型,应用有限单元法计算水库蓄水引起库区应力场、孔隙压力场、断层上库仑应力的动态变化响应和蓄水累积的应变能.数值模拟结果表明:新丰江水库蓄水引起库区和其周围断层上库仑应力增大0.7～3.0kPa,量值大小依赖于扩散系数;其中水体荷载部分引起的库仑应力变化小于0.5kPa,孔隙压力扩散占主导因素;新丰江水库蓄水引起地面最大垂直形变量为?17.5mm,与实测数据非常接近;水库蓄水累积应变能为7.3×1011J,小于Ms6.1地震波释放能量1%,表明地震释放的主要是构造应变能,水库蓄水仅起触发作用.
- 程惠红张怀朱伯靖孙玉军郑亮杨少华石耀霖
- 关键词：新丰江水库水库地震库仑应力有限元模拟
- 卡里巴水库蓄水引起库区应力场变化影响分析被引量：7
- 2013年
- 水库地震是近几年国际上地震学和地球动力学领域研究的热点问题。作为世界上库容最大的卡里巴(Kariba)水库在其蓄水后库区地震活动性不断增加,并于1963年9月23日发生M6.1地震,是世界上公认发生过6级以上水库地震的四大水库之一。对该水库蓄水引起库区应力场变化进行量化估算,有助于对特大—大型水库蓄水后库区应力场变化及应力触发地震这一基础性科学问题的深入了解。本文分别应用解析解和数值解方法对卡里巴水库蓄水引起库区弹性应力场、不排水和排水孔隙压力变化进行了计算分析。结果表明,卡里巴水库蓄水引起M6.1地震震源处孔压变化为0.015～0.22 MPa,库仑应力变化约0.03～0.17 MPa,触发了此次地震的发生。
- 程惠红张怀朱伯靖郑亮石耀霖
- 关键词：水库地震应力场孔隙压力
