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结合微震活动的流体作用强度检测及孔隙压扩散模拟,讨论了三峡库区不同时期微震活动的主要影响因素。以2008年9月蓄水季为界划分前、后期,前期流体渗透导致的孔隙压力增加,使裂隙或断层面强度降低,是库区微震活动的主要影响因素,这一时期微震频次及ETAS模型参数μ值有起伏地缓慢增大,与库水位加卸载过程关系不明显; 后期由于流体渗透引起的孔隙压力变化趋于零,在新的流体平衡条件下,库水位加卸载过程所导致的裂隙或断层面上的应力变化,成为库区微震活动的主要影响因素,这一时期微震频次及μ值显示出与水位变化明显的关联特征。库区小震震源深度的时间变化支持上述观点。在此基础上,进一步讨论了水库“诱发”和水库“触发”地震的力学差异,认为前者主要缘于流体渗透导致的裂隙或断层面强度的“主动”降低,后者则主要与库水加卸载所导致的裂隙或断层面上应力增强有关。进一步推论认为,流体对小地震“诱发”、“触发”皆可能发生,但中强地震缘于流体“诱发”的可能性非常小,对水库区发生的中强地震,流体仅可能对处于临界状态的断层系统起到“触发”作用。 相似文献
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根据众所周知的库伦破裂准则,应力或孔隙压力的变化都会导致地震破裂。余震活动一般认为是地震应力变化引起的,它服从大森定律。而地震群则认为是通过地下流体侵入岩层所致。应力触发可以通过在地壳单独构建三维弹力应变模型分析,而地震引起的地下流体流动情况必须通过空隙压力变化和地震之间相互作用应力场的改变这样复杂的地震活动图像研究。我们看到ETAS模型是从复杂地震活动图像获得最初流体信号的一种适当工具。我们主要分析2000年发生在欧洲中部的波西米亚西北部Vogtland地区的大地震群。通过拟合随机的传染型余震序列模型(ETAS)我们发现应力触发在创建观测地震活动图像和解释观测事件破碎时间分布时起支配性作用。外力在直接触发引起地震活动中起到的作用是很有限的,这种外力被认为是由于流体入侵导致孔隙压力变化而产生的。然而时间上的反褶积表明显著的流体信号源于地震群。这些结果已被我们的仿真模型模拟研究证实,在这个研究中,流体侵入和应力在三维弹性半空间中沿断层面转移时触发地震。基于ETAS模型的反褶积过程能够揭示地下孔隙压力变化。 相似文献
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着重于序列衰减与余震激发,系统介绍了修改的大森公式、ETAS模型及BASS模型的最新理论研究进展及应用成果。修改的大森公式是迄今为止对序列衰减的最好描述,据此可对序列衰减特征进行定量表述。大森公式本质上是一种典型的现象统计模型,但由于其参数少、计算简单,并且确实能够反映序列衰减的总体特征,因而在实际中应用广泛。ETAS模型考虑了具有统计自相似特征的次级余震激发问题,次级余震激发强度与父地震强度有关,这在物理过程方面对大森公式进行了大大的拓展。由于考虑了次级余震的激发问题,ETAS模型不但在余震序列研究方面比修改的大森公式有了明显的进展,而且在诸如平静检测、余震群集剔除、背景地震活动评估、外因触发地震活动检测等方面也有诸多应用。BASS模型遵循修改的Bath定律,而ETAS模型遵循的是与父地震震级有关的相似率,这是BASS模型与ETAS模型的最大区别,因而相对ETAS模型而言,BASS模型是一种完全自相似的理想化模型,但目前基于BASS模型的应用研究尚不多见 相似文献
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对震群活动特征的深入研究可以为区域地震危险性分析和地震活动趋势判断提供有效的依据,但受台网布局和震群位置的影响,地震目录中往往会遗漏一些地震,而地震目录的完整性将会影响震群活动特征分析的可靠性。因此,本文利用基于GPU加速的模板匹配方法对山东乳山震群2014年5月至2015年6月期间固定台站和流动台阵记录的连续波形进行扫描,检测出7500个地震事件,为台网目录的4倍,使完备震级从1.0级降至0.2级。基于完备地震目录,利用传染型余震序列(ETAS)模型分析了乳山震群的活动特征。ETAS模型中的随机成分可以作为外力作用触发地震的指标。研究结果表明,乳山震群外力触发的地震所占比例较大,结合前人研究结果,初步推测流体作用可能是外力因素之一,其在乳山震群的发展过程中起一定的作用,但不同时期外力作用对微震活动的触发强度不同。 相似文献
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利用衰减结构层析成像方法尝试对紫坪铺水库区域地壳Qs进行成像,获得该区浅层地壳静态及蓄水前、后的Qs变化特征,结合实验研究成果、岩体岩性、断裂构造、水文地质条件探讨库水的渗透作用及其对地壳介质的影响,对研究区内地震活动类型及发震成因的介质物性变化进行了讨论.研究结果表明:紫坪铺水库区域地壳Qs横向不均匀变化显著,库区周边近似存在低Qs值环形区域,主要包括水库东北、东南、西南、西北及库区中段五个区域.其中,水库东北、库区中段、西南低Qs区域与库水渗透关系密切,初步认为库水可能沿着通济场断裂中段和两端的岩石破碎带及节理、裂隙发育地区向地下渗透,使岩石孔隙中充满流体,内摩擦增大,地震波大大衰减,从而导致Qs值大幅下降.同时,在西南区诱发了水库小震群,在东北区和东南区诱发了部分水库小震群.另外,紫坪铺水库区域东北、东南、西南三个小震群基本位于高Qs值(低衰减)和低Qs值(高衰减)过渡区域,可能由于低Qs区地震波衰减大,不易积累能量,而高、低Qs值的过渡区域,介质介于"软"、"硬"之间,有可能积累应变能,孕育地震.当高、低Qs过渡区域岩石裂纹饱含水或部分含水后,水对裂纹边界起潮湿和润滑作用,降低了发震断层的抗剪强度,使滑动容易产生,从而诱发地震. 相似文献
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本文收集了广西龙滩水库地震监测台网2006年9月至2016年12月精定位后的3 382次ML≥0地震的数字波形资料,采用二维衰减成像技术获得了龙滩水库库区的QS二维分布图像。结果显示:龙滩水库库区QS的横向不均匀变化明显,QS低值区围绕着库区近似呈环形分布;在QS低值分布区附近,大多为河流与断裂带的交汇处;QS低值分布主要对应于透水性较强的岩性地区。以上现象表明QS低值分布受水、断裂、岩性等3种因素的影响,由此初步推断库水可能沿着断裂上的岩石破碎带及节理、裂隙发育地区和具有较强透水性岩层区域向下渗透,使得岩石孔隙中充满流体,内摩擦增大,地震波剧烈衰减,从而使QS值大幅下降。结果还表明:大多数地震发生在QS高、低值过渡区域,这种“软”、“硬”介质的交界处,容易积累应变能,孕育地震。这是由于当QS高、低值过渡区域受到水的加载作用及其对裂隙边界的润滑作用,发震断层的抗剪强度降低,使滑动容易产生,从而诱发地震。 相似文献
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本文以龙滩水库为例,根据库区地质构造、深部速度结构及数字地面高程,建立了库区三维有限元模型,基于孔隙弹性理论计算了水库蓄水过程中库底断层和围岩体孔隙压力、有效附加正应力、剪应力和库伦应力的动态变化,并结合水库蓄水后库区地震活动时空分布的特征,讨论了RIS时空演化与库水加卸载及渗透过程的动态响应关系及其可能的成因机制.结果表明：（1） 龙滩水库蓄水后地震活动呈现出明显的丛集性,主要分布在罗妥（丛Ⅰ）、八茂（丛Ⅱ）、拉浪（丛Ⅲ）、坝首（丛Ⅳ）和布柳河（丛Ⅴ）5个水库蓄水后淹没的深水区,这些区域也恰恰是库水加卸载及渗透过程中ΔCFS增加最明显的区域,而ΔCFS的影区几乎没有地震发生,表明水库蓄水后库区地震活动与ΔCFS的变化密切相关.（2） 在水库蓄水过程中,与水库有直接水力联系且渗透性较好的断裂成为地表水体附加水头压力向深部扩散的优势通道,沿此通道附加水头压力扩散的最大深度达13 km左右,震旦系-古生界以碳酸盐岩为主的地层成为附加水头压力扩散的主体层位,这与蓄水后库区中、小地震震源深度均小于13 km,且优势分布在5~10 km的特征相吻合,表明由于孔隙压力的存在降低了岩石的抗剪强度,同时部分抵消了围压的影响,致使该层位的岩体易于产生脆性破坏从而诱发地震活动.（3） 无论是深部还是浅部,各丛地震密集发生的时段绝大部分与相应深度ΔCFS加速升高或阶段性高值时段相重叠,可能说明在库水位快速抬升或阶段性高值时段,受外部荷载加载速率快速升高的影响,库底岩体和断层、裂隙等结构面更容易实现失稳扩展;深、浅部地震响应时间、活动频度和强度的差异可能与不同层位岩体力学性质及渗透性能的不均匀性有关.（4） 各丛地震诱发的物理力学机制有所不同.丛Ⅰ、丛Ⅱ、丛Ⅲ地震的诱发可能与库体重力荷载、孔隙压力扩散和库水浸润弱化3种作用都有关;丛Ⅳ地震的诱发主要受控于库体重力荷载作用,孔隙压力扩散和库水浸润弱化不起主导作用;丛Ⅴ地震的诱发主要受孔隙压力扩散和库水浸润弱化作用的影响,库体重力荷载作用一定程度上抑制了地震的发生. 相似文献
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本文用二维有限元法,将弹性多孔介质中应力-孔隙压耦联理论应用于新丰江水库诱发地震机制的研究。计算中,不仅考虑了均匀、非均匀模型的耦联,还考虑了断层的性质、产状对耦联作用的影响及库水位随时间的变化。 结果表明:附加应力与孔隙压耦联作用是诱发水库地震的重要因素。新丰江水库地震不仅与库区存在的断裂、高密度基底有关,还与库水的加、卸载方式有关。 相似文献
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地震"应力触发"是近年来地震科学研究中的热点之一,由地震引起应力转移从而对后续事件产生触发作用的应力触发模型已被大量震例的研究成果所支持。应力触发理论中的最关键问题是如何计算库仑应力变化,但传统方法的计算一般都是基于Okada的解析解,其中不考虑流体对固体骨架力学行为的影响。同时,模型中通常仅仅计算同震位错效应所产生的库仑应力变化,而不考虑震后余滑、孔隙流体迁移等其他因素造成的影响。但实际上,流体广泛存在于地下岩土介质中,对固体变形有着非常重要的影响。当主震发生后,随着时间的推移,震后余滑、介质孔隙压变化等震后效应的作用逐渐突出,由此引起的静态库仑应力变化也逐渐发挥作用。为此,本文基于孔隙弹性理论,考虑流-固之间的完全耦合作用,针对3种不同类型的断层错动模型(走滑型、逆冲型以及正断型),利用有限元数值模拟方法,分别计算同震静态库仑应力变化的空间分布,然后将其结果与传统算法进行比较,考察流-固耦合的效果。在此之上,进一步计算震后余滑、孔隙流体迁移等引起的库仑应力变化的时空分布,定置分析这些因素对地震触发的影响。研究中,主要获得的成果如下:(1)3种不同类型地震模型得到的介质孔隙压变化在空间的分布格局完全不同:走滑型地震产生的同震孔隙压变化图案在空间中呈正负相间的四象限分布,近场的静态库仑应力明显下降,流-固耦合作用对静态库仑应力变化的影响较大;逆冲和正断层地震产生的介质孔隙压变化在空间的分布图案类似,但正负区域正好相反;孔隙压在逆冲地震的震源附近上升,而在正断层地震的震源附近下降。同传统方法计算的库仑应力相比,逆冲地震产生的介质孔隙压变化使得震源附近的应力影区面积减小,这将会触发更多的余震;而正断层地震产生的孔隙压变化则正好相反,增大了震源附近的应力影区范围,这样可能会减小该区域余震发生的机会。(2)3种不同类型地震的震后流体扩散效果也很不相同:在渗透率相同的介质中,走滑型地震的孔隙压力变化衰减速度相对较慢,在20天内逐渐衰减;逆冲和正断层地震产生的孔隙压变化则会在10天内急剧降低;但3种不同类型地震的孔隙压变化最终都会在60天后衰减完毕。虽然孔隙压力变化会在震后不断地演化,但由于孔隙压力变化对库仑应力变化的贡献所占比例较小,因而对总体静态库仑应力变化的影响非常有限。由此可见,单纯震后流体孔隙压力变化对地震触发的能力较弱,震后流体运移触发地震的物理机制还需深入研究。(3)3种不同类型地震的震后余滑效果也很不一样:走滑型地震的震后余滑能整体上提升库仑应力变化的幅度,触发更多的地震;逆冲地震的库仑应力上升区域会在空间中整体扩展,触发范围更大的余震;而正断层地震的震后余滑对库仑应力变化的影响较小,仅沿断层两端有较小的扩展。(4)此外,研究中还专门利用传统方法计算了四川芦山地震(A/s7.0)对其余震的触发情况。当选择最优破裂面投影、或选择余震节面投影或使用不同的震源位错模型以及不同的有效摩擦系数时,大量的数值计算均发现,芦山地震对其余震没有明显的触发效果。总之,计算地震引起的库仑应力变化不是一个简单的问题,它涉及地震发生、震后响应、构造应力场和介质环境变化等。只有充分利用数值模拟手段,考虑诸如介质的流-固耦合等多种物理因素,才有可能获得比较接近真实的库仑应力变化,从而使得地震触发理论更为完善,能更加科学合理地分析地震趋势及评估地震灾害。 相似文献
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在前期严重干旱的背景下,2010年6月27～30日广西西北部出现大暴雨过程,大范围积水成涝.降雨量最大的凌云、凤山交界于6月28日17时开始出现密集的微震活动,形成显著的震群事件.自6月28日至7月15日共记录地震2739次,其中2～2.9级(ML,下同)41次,3级以上地震3次,最大为7月1日10时27分3.2级地震... 相似文献
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Borehole fluid injections are common for the development of hydrocarbon and geothermic reservoirs. Often they induce numerous microearthquakes. Spatio-temporal dynamics of such induced microseismic clouds can be used to characterize reservoirs. However, a fluid-induced seismicity can be caused by a wide range of processes. Here we show that linear pore pressure relaxation and a hydraulic fracturing are two asymptotic end members of a set of non-linear diffusional phenomena responsible for seismicity triggering. To account for the whole range of processes we propose a rather general non-linear diffusional equation describing the pore pressure evolution. This equation takes into account a possibly strong enhancement of the medium permeability. Both linear pore pressure relaxation and hydraulic fracturing can be obtained as special limiting cases of this equation. From this equation we derive the triggering front of fluid induced seismicity, which is valid in the general case of non-linear pore pressure diffusion. We demonstrate corresponding seismicity signatures on different case studies. 相似文献
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以山西省大同—阳高２次地震与忻州地震为例,利用尹详础教授的加卸载响应比理论,研究了山西承压井水位与含水层固体潮体应变的响应比、地震活动的响应比变化特征。表明,在多数地震前,井水位的响应比有大于背景值１、地震活动大于背景值２的高值异常变化,且具有突变特点。说明响应比方法对山西省中强地震有较好的预报效能 相似文献
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Influenced by the layout of seismic network and the location of earthquakes, earthquake catalogs are often incomplete; such incompleteness of earthquake catalogue directly affects the analysis of sequence activity characteristics. In this paper, the GPU-acceleration-based g template matching method is used to scan the continuous waveforms of Chang Island earthquake swarm in Shandong Province from February 9 to August 20, 2017. In total, 15,286 earthquakes events were detected, which was more than 6 times compared with those in network catalogue and thus reduced the magnitude of completeness from 1.0 to 0.5. Based on the intergrated catalogue of earthquakes, the characteristics of Chang Island earthquake swarm were then analyzed using the Epidemic Type Aftershock Sequences (ETAS) model. The stochastic components in the ETAS model are used as a proxy for possible earthquake triggered by external forces (fluids). The results show that the proportion of earthquakes triggered by external forces of Chang Island swarm increases gradually (from 31.9% to 63.5%) and then decreases. The latter stage of swarm development is mainly affected by the self-excitation of earthquakes,suggesting that the fluids play an important role in the development of the Chang Island swarm. However, the triggering intensity of fluids to microseismicity is divergent in different periods, which may be related to the process of fluid permeation. 相似文献
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1969年渤海7.4级大震前后的区域地震活动图象 总被引：2，自引：0，他引：2
分析与总结了１９６９年渤海Ｍ７．４大震前后地震活动图象特征,包括大震序列的时空分布及前兆地震活动图象特征、大震等距迁移、主要间隔缩短、共轭断层蠕滑、小震成带、诱发前震现象,地震触发响应系数异常十分显著。指出地震相互作用和自组织性为中长期地震预报提供了可能。 相似文献
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长江中下游地区地震活动与洪涝灾害关系探讨 总被引：1，自引：0，他引：1
大量例证说明,地震在一定程度上与洪涝 (强降水)存在着某种联系。流体对岩石的渗透作用, 地球的热动力学作用,大气低压对岩石孔隙气体和液体的吸取作用,基于地质构造的触发作用等,可能是地震与洪涝(强降水)相互存在一定关联的原因。长江中下游地区水系丰富,湖泊众多,是我国洪涝多发区,该区还存在着中强地震的活动,开展地震活动与洪涝灾害关系的研究,预测地震活动与洪涝灾害同步达到高峰的时间、相互作用强度等有利于长江中下游地区综合减灾工作。 相似文献
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Restricted parts of the Valley of Mexico have been plagued by swarms of small earthquakes during recent years. The cause of these events is puzzling, but they may relate to massive artificial changes in the hydrology of the lake-bed which underlies most of Mexico City. If the valley responds elastically, plane strain finite element calculations can be used to relate geologic and seismic structure to observed seismicity and overall stability of the valley. These calculations show that unstable zones and areas of local seismicity coincide if the triggering mechanism of the seismicity is related to variations of pore pressure and water load.In order to make such a connection it is necessary to ascribe the generating mechanism of the seismicity to the density and elastic modulus anomalies associated with the valley structure, and to suggest that the phenomenon that triggers this seismicity is related to changes in water content of the near surface formations. 相似文献
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为考察2013年4月20日芦山MS7.0地震震后序列参数的早期特征, 利用“传染型余震序列”(ETAS)模型和最大似然法进行了参数估计. 设定截止震级Mc=ML2.0, 拟合时段为震后0.31—24.12天, 计算获得α=1.89, p=1.22, 同时利用最大似然法估计获得b=0.72. 与中国大陆地区其它中强震的余震序列参数的比较表明, 芦山MS7.0地震序列参数表现为触发次级余震的能力较弱和序列衰减速率较快的特征, 反映出余震区相对较高的应力水平. 为检测结果的稳定性, 设定不同的截止震级Mc以及不同的拟合截止时间, 分别进行参数拟合和参数标准差估计. 结果表明, Mc的选取对α值影响明显, 对p值影响则较小. 此外, 震后10天内获得的参数拟合结果随时间变化较为明显, 而其后各参数变化总体较为平稳. 相似文献