原地地应力状态和岩石强度对流体诱发地震活动影响的实验室研究

Laboratory study of effects of in situ stress state and strength on fluid-induced seismicity

在水渗入干燥和饱和的花岗岩样品过程中,我们观测到了声发射现象和P波速度变化,以此来研究流体诱发地震活动机制。在流体静压力和高偏应力作用下,分别均匀地将水注入干燥和饱和的圆柱体花岗岩端部表面中,用计算机层析技术揭示的二维P波剖面图显示出水前缘皆平行于端部表面,而且在流体静压力作用下,水前缘均匀地离开干燥花岗岩的端部表面。在水注入饱和花岗岩期间,由于受到差应力的作用,岩石内部产生了大量的诱发微裂纹,而对干燥花岗岩却没有产生。声发射源的位置和表面体应变分布显示出诱发微裂纹发生于局部破裂强度较弱的区域。由地下流体流动或水压变化触发的地震活动受控于围岩中既存的原地差应力状态和岩石强度分布。