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据具有孔隙的岩石中水的渗透作用及Mogi的地震分类原则,提出水的渗透过程形成了库区有效应力分布的非稳定的不均匀状态,水库地震的序列特点与其密切相关;讨论了水的渗透对引起主震的作用,得出水库区的渗透率约为10~(-4)达西,认为在蓄水前库区的构造应力场未达到临界状态,库水与地下水形成新水系,后在此基础上进一步渗透,孔隙压力增加,构造应力进一步集中,激发主震;根据库仑准则讨论了应力场的转换,提出主震后应力场的转换是造成前震和余震的震源应力场方向不同的原因 相似文献
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本文采用二维线弹性的两相多孔介质理论,对水库蓄水后由水渗透引起的耦合应力变化及岩石强度弱化进行了数值模拟计算。结果表明,由于水的渗透使得岩石中的孔隙压力增大,耦合应力随之减小,从而导致岩石的有效应力减小,同时抗剪强度也相应减小,其减小的量值可以与地震时断层面上的应力降相比。根据计算结果,本文讨论了由水渗透引起地震的可能机制。 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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不同饱和度下花岗岩的强度及变形特性 总被引：2，自引：0，他引：2
水库诱发地震的因素很多,水对岩石材料的影响是一个重要因素之一。从现有水库地震震例表明,水库蓄水后不是立即发生地震而往往要经过一段时间才触发地震(或地震活动加强)这可能与基岩的饱水程度有关,特别是对孔隙度小,渗透性差的库基更是如此。由于水的作用使岩石软化(岩石的粘聚力、摩擦系数,孔隙压力等产生一系列的 相似文献
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为了解水库蓄水过程中,水库诱发地震活动的动态响应机制,本文建立了针对水库诱发地震(Reservoir-induced seismicity,RIS)定量化研究的数理模型,并以紫坪铺水库为例,对库区地质构造及水文地质结构条件、水库蓄水后库区小震活动时空演化特征进行了详细的研究.在此基础上,利用有限元方法计算了水库蓄水过程中弹性附加应力场、有效附加应力场、孔隙压力和断层稳定性的动态变化,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.结果表明:(1) RIS诱发机制的定量化模型可分为2个层次:一是以孔隙介质为载体的流体渗流对岩体变形和稳定性的影响,由流-固耦合形式的岩体变形与孔隙渗流模型进行描述;二是对断层相关的RIS定量研究可将水库附加水头压力沿断层面(区)的扩散与断层库仑应力变化联系起来.两种形式模型方法的结合能为RIS定量研究提供一个相对宏观的力学框架;(2) 断裂渗透结构对孔隙压力变化下断裂的力学响应具有重要的影响,研究区主干断裂可能属于一种上盘破碎带导水、下盘地层及断层核阻水的"下阻上导型"的渗透结构类型,不同程度的具有使地表水体向深部渗流的通道性.库区深部岩体渗透稳定性的差异在很大程度上导致了诱发地震活动对岩性条件的依赖.(3) 紫坪铺水库蓄水后,小震活动在空间分布上呈现出条带状分布、丛集分布和地震迁移的特点,小震震源深度优势分布在地下4~10 km范围内,在通济场断裂与安县-灌县断裂的深部汇聚区域震源分布最为密集.同时,小震活动主要集中发生在脆性程度高、渗透稳定性低的碳酸盐岩地层中,而在岩性较软弱、渗透稳定性高的三叠系须家河组砂泥岩和煤系地层中很少有地震发生.在水库蓄水后地震活动的时间响应特征上,水库西南侧和东北侧两个丛集区的小震活动可能属于"快速响应型"RIS,而都江堰小震群活动可能属于"滞后响应型"诱发地震活动;(4) RIS的发生与库水加卸载及渗透过程中库底岩体有效应力的变化密切相关.在以挤压为主的构造应力环境中,库体荷载作用的结果一般会使库底断层更趋向稳定,而水库附加水头压力扩散的效应则是促使断层趋向失稳,正是这个矛盾双方相互制约与平衡的动态过程,控制了断层库仑应力变化的取向,从而决定了RIS时空演化的规律. 相似文献
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对广西壮族自治区龙滩水库库区2013年3月1日至2019年10月31日的地震数目与水位进行互相关计算，得到了地震活动对库区蓄水响应的延迟时间为37天，并通过替代数据检验确认了其可靠性。37天的延迟时间说明在水位达到峰值后地震活动开始快速增强，可能暗示着现阶段库水流体作用的影响主要局限在库区内。根据延迟时间和地震深度分布，以及周期性边界条件下孔隙压力扩散方程的解，在不考虑孔隙压力扩散与应力耦合时得到孔隙压力扩散系数D=(8.66±4.11) m2/s；在考虑孔隙压力扩散与应力耦合时得到扩散系数D=(1.72±0.82) m2/s。后者在物理上更为合理，说明现阶段孔隙压力扩散与应力耦合可能是诱发龙滩库区水库地震的主要因素。 相似文献
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水库诱发地震与构造地震震源参数特征差异性研究——以龙滩水库为例 总被引：8，自引：0，他引：8
首先讨论龙滩库区水库蓄水与地震活动之间的关系,发现龙滩水库诱发地震特征十分明显,地震共分5丛呈丛集分布.利用库区架设的24个固定和流动台站记录的数字记录资料,在研究得到龙滩库区非弹性衰减和台站场地响应的基础上,精确测定得到了该地区总共1616个ML≥0.1级地震的震源参数,比较了水库诱发地震与构造地震震源参数特征的差异,得到了以下主要结论:1)龙滩水库地震活动与水库蓄水关系密切,不同蓄水阶段5丛的地震活动状态不同,局部断裂构造发育以及岩石透水性能影响着地震活动对蓄水过程的响应.2)龙滩水库诱发地震的地震矩M0随震级ML的增大而增大,两者之间存在较好的线性关系,统计关系为LogM0=1.07 ML+10.17.应力降与地震大小之间的关系和Nuttli的板内地震为增加应力降(ISD)模型的结果比较吻合,统计关系为LogΔσ=0.71 ML-2.89.3)龙滩水库地区地震辐射能量和地震视应力均随震级的增大而增大,后者意味着大地震是比小地震更高效率的地震能量辐射体.4)总体上不同丛地震应力降水平存在差异.地震应力降空间分布上与库水深度有较好的一致性,即库水深的区域应力降水平高.5)与同震级的构造地震相比,水库诱发地震的应力降值比前者明显偏低,大约小10倍.这可能是由于水库蓄水造成地下介质孔隙压力增大或者水的润滑作用,从而导致在一个比较低的构造应力情况下发生水库诱发地震. 相似文献
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湖南省黄石水库诱发地震的形成条件及成因探讨 总被引：2，自引：0，他引：2
在湖南桃源县黄石水库库区，由于张扭性活断层和深部岩溶的存在，水库蓄水后产生的附加应力场及水库区增强的岩石孔隙流体压力诱发了断层的断滑，使得库区应力集中区和岩溶发育区合二为一的地带发生构造型地震，从而在震活动的时间序列、空间规律，地震与库水位关系，震源深度、震情等方面表现出构造水库诱发地震的特点。 相似文献
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《地震地质》2017,(3)
分析水库蓄水在地震发生中的作用时,首先需要了解水在其中的扩散过程及其作用机理。文中通过紫坪铺水库蓄水后,汶川地震前的小震活动时空演化,探讨水库蓄水诱发地震活动的发生、发展过程及其机理。从比较地震时空分布和水体范围变化开始,进而探讨影响建模计算的各个因素,最后给出计算结果。得出以下几点认识:1)紫坪铺水库蓄水后到汶川地震发生前,水库周围的小震活动与水库蓄水密切相关,并且小震分布在汶川地震的地震断层上。2)受地形和介质的影响,水库影响范围实际上是有限的,并且是各向异性的。因此在建模计算前,半定量地获得了孔隙压力扩散系数,沿断裂走向和倾向分别为0.7m2/s和0.35m2/s;定性地设定了地表约束。3)计算结果表明紫坪铺水库附近地震活动的范围与孔隙压力增量有关。当应力值达到触发地震活动的阈值之后,不论水头增量是否处于高值,地震活动的兴衰皆受控于增量变化率。这表明孔隙压力对震群活动的触发是动态触发。 相似文献
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云南小湾水库蓄水后P波速度结构的双差地震层析成像研究 总被引：2，自引：1，他引：1
联合小湾水库库区及其附近11249个地震的P波绝对到时、相对到时数据,利用双差地震层析成像方法反演得到小湾水库蓄水后2008年12月16日～2011年6月30日和2011年7月1日～2016年12月31日2个时间段内库区及其附近的地震重定位结果和三维P波速度结构。结果表明,蓄水后黑惠江段和小湾水库回水澜沧江段地震的增多与水库蓄水有关。由于水体渗透导致孔隙压变化,并随着时间的推移孔隙压变化朝着更深的部位扩散,地震震源深度也随之向深部扩散,进而导致介质变化和P波速度降低。蓄水回水至澜沧江保山段后该区域地震增多,P波速度下降,库水渗透作用为主控因素,该区域地下一定深度的地质构造有利于库水的快速渗透。初步判定2015年10月30日云南昌宁M_S5.1地震余震序列是与蓄水有关的柯街断裂上的构造地震。同时,也存在着与蓄水相关性不大的属于构造地震的活动,如云南施甸一带历来地震多发,施甸2010年6月1日M_L4.8、2012年9月11日M_S4.7地震序列均属于构造地震,与水库蓄水无关。 相似文献
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INFLUENCE OF PRESSURE HEAD CHANGE AND ITS CHANGE RATE ON RESERVOIR TRIGGERED SEISMICITY -A CASE STUDY OF ZIPINGPU RESERVOIR 
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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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B. Muço 《Pure and Applied Geophysics》1998,153(1):151-162
—The northern part of Albania has been the focus of an intense effort by the Seismological Institute of Albania, for in this area two of the country’s biggest reservoirs are located. Three years before the impounding of the Fierza reservoir, a four-station network was installed around it. The possibility of induced seismicity continued after the impoundment of the Fierza reservoir in 1978 and the Komani reservoir, in 1985. The seismicity of the zone and some aspects of induced seismicity including temporal correlation of seismicity with water level changes, spatial patterns in seismicity, frequency-mag nitude relations, fault plane solutions etc., are studied during this period. The presence in this zone of a very important transverse fault, the Shkoder-Peja fault, makes the study of induced seismicity from Fierza and Komani reservoirs even more significant. The studies have shown that the impounding of the Fierza and Komani reservoirs has modified the natural course of microearthquake energy release, increasing the number of swarms in this area.¶The fluctuation of the water level in these two reservoirs, in due course, is a potentially important factor in the evaluation of seismicity for Northern Albania and especially in the hazard assessment of this region. 相似文献
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A pronounced increase in seismicity started in and around Longtan reservoir, southwestern China after October 1, 2006 when it began the impoundment, and by the end of May 14, 2010, about 3,233 earthquakes with ?0.6?≤?M L?≤?4.2 had been located. This seismicity which occurred in five clusters mainly concentrated in the areas where few earthquakes had occurred before the first filling. There were four water filling periods in the Longtan reservoir, and the observed reservoir-induced seismicity (RIS) shows a strong correlation with the filling cycles. After the first filling, there appears to be an instant undrained response due to an elastic response to the reservoir load in the third and fourth cluster. Then, this seismicity is followed by a delayed, drained response due to pore pressure diffusion, with the seismicity migrating outwards in one or more directions in the second and third filling period. The seismic diffusivity (α s) we estimated is about 4.54?×?105?cm2/s. The activity levels in the five clusters are different due to differences in the structures and permeabilities of the faults. The delayed seismic response to the filling in the third cluster was due to the combined effects of the lack of local fault intersecting the reservoir and lower permeability of the rock. The b value we obtained for reservoir-induced events was significantly different and higher than that of pre-impoundment natural tectonic earthquakes in the Longtan reservoir. The results of relocated earthquakes based on double difference earthquake location algorithm showed that their focal depths were mainly shallower than about 10 km and the distribution of relocated RIS in four clusters had no relation with these intersecting faults in the Longtan reservoir except the fifth cluster. All these characteristics of RIS in the Longtan reservoir indicate that they may relate to the coupled poroelastic response that includes both pore pressure diffusion and an undrained response, but the pore pressure diffusion and the water permeation appear to play a more important role on inducing the earthquakes in Longtan reservoir. 相似文献
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2010年8月至2015年12月,福建仙游地区发生了一系列小震群活动。基于孔隙压力扩散机制对精定位的小震数据进行分析,结果显示仙游震群序列在空间上呈丛集分布,且具有明显的分区现象,发震时间受金钟水库水位变化的调制作用较为明显。5个分区（A—E）的流体孔隙压力扩散系数分别为0.04,0.08,0.07,0.12和0.05 m2/s,伴随着地震活动性由强至弱,孔隙压扩散系数呈先增后减的变化规律。仙游震群位于断裂构造发育区内,震中分布优势方向与石苍断裂一致,沿着断裂走向的孔隙压扩散系数最大,说明地下流体沿狭长的石苍断裂由NW向NE活动。各分区的流体孔隙压系数与扩散最大距离、最大诱发地震震级及地震释放能量均有较好的相关性。此外,当金钟水库水位下降时,各分区的扩散距离r呈现减小趋势,震群范围收缩,地震频次增加,并伴有较大震级的地震,说明水位下降时,流体孔隙压力的扩散作用在同一地点反复作用,使得触发源附近区域的应力水平更容易达到饱和或临界状态,进而触发较大震级的地震,这也解释了水位下降过程中地震更为强烈的原因。 相似文献
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针对我国在西南构造活跃区修建的水库蓄水与地震活动的关系,本文对蓄水已长达7年并在高水位运维多个周期的云南小湾水库,采用结合波形互相关技术的双差地震定位法对水库库区及周边地区2005年7月至2014年12月发生的M≥1.0级地震进行了精定位处理,结果显示出明显的地震成丛活动特征,库区内外的地震震源深度差别较大.对地震震源深度、地震活动与水库蓄水水位及b值分析结果表明:小湾水库蓄水后地震活动明显增多,有水库触发地震发生,触发地震主要分布在沿黑惠江(A)和澜沧江流域(B、C)的3组地震丛中,且3个区的触发地震类型均为快速响应型;在水库蓄水响应活动最明显的地震丛集区A,展现出明显的随水库蓄水水体渗透发生地震"迁移"活动的现象;但库区内也存在着与蓄水关系不大的可能属于正常构造地震的活动,而库区外的地震活动与水库蓄水没有什么相关性,很可能是属于正常的构造地震.综合断层展布、岩性分布及震源深度分析,认为水库蓄水引起的溶岩作用和渗透作用及断层活动可能是小湾水库触发地震的主控因素. 相似文献
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V. B. Smirnov V. O. Mikhailov A. V. Ponomarev K. Arora R. K. Chadha D. Srinagesh M. G. Potanina 《Izvestiya Physics of the Solid Earth》2018,54(4):632-640
The spatial and time dynamics are analyzed for the seasonal components of induced seismicity in the Koyna–Warna region of Western India. The peculiarities of the variations in these components are compared to the changes in the local tectonic regime inferred from the focal mechanism data of the earthquakes. Based on this, the hypotheses about the probable nature of the dynamics in the seasonal components of seismicity are suggested. It is noted that the variations in the seasonal seismic activity after the impoundment of the Koyna reservoir in the north are caused by the spatial migration of the induced seismicity and activation of the normal faults in the south. It is hypothesized that the process of fracture migration from the north to the south at this stage advanced the diffusion of the fluid from the Koyna reservoir, and as the water front reached the southern zone of normal faulting, this caused reactivation of the seasonal seismicity. An explanation is suggested for the stronger response of the seasonal activity in the region of Warna reservoir compared to the Koyna area: in contrast to Koyna, filling the Warna reservoir was geographically close to the area of activated seismicity. It is shown that the localization and sizes of the areas of the instantaneous and delayed components in the seasonal activity of the induced seismicity are determined by the localization and sizes of the areas of high stresses created by the increase in the pore pressure in highly permeable fault zones. 相似文献