基于GPS数据分析巴颜喀拉块体边界强震活动特征

基于巴颜喀拉块体边界大地震序列,运用多弹簧滑块系统理论分析未来各边界断裂发生强震的可能时间;基于1991—2016年中国大陆GPS水平速度场数据,采用均匀弹性块体模型计算了巴颜喀拉块体各边界断裂带的长期活动特征,并以此作为参考背景,计算了1999—2007、2009—2013、2013—2015、2015—2017、2017—2020年各边界断裂带的活动性质及时空演化特征,同时结合1995年以来发生在各边界断裂带上的M≥7.0地震震源机制解综合分析强震活动与块体运动的关系。结果表明:1995年以来发生在块体各边界断裂带上的M≥7.0地震震源机制与块体边界的运动特征一致,这一系列地震可能是由巴颜喀拉块体向E—SE向运动增强所致。综合块体边界大震序列与块体相对运动结果认为,未来十年,甘孜—玉树断裂、龙门山断裂南段、东昆仑断裂带东段存在发生M≥7.0地震的可能。

钻孔应变数据的环境响应去除与震前异常提取

基于四川省姑咱台的钻孔应变观测数据,研究了2013年4月芦山MS7.0地震的应变异常。首先通过时间序列分解法去除芦山地震前后(2011年1月至2014年1月)观测数据的长期背景趋势和周期趋势,其次采用多通道奇异谱分析法分解数据,去除水位和气压引起的应变响应,最后提取应变数据中的震前负熵异常。结果表明:水位与水位应变响应的相关系数为-0.97;有96.1%天的日气压与其应变响应的相关系数的绝对值大于0.9,验证了本文环境响应去除算法的有效性;负熵异常累积与贝尼奥夫应变累积的一致性表明,震前4—6个月出现的负熵异常可能是地震前兆异常。以上结论充分表明本文试验的方法对于钻孔应变数据环境响应的去除及地震前兆异常的提取是有效的。

2023年甘肃积石山M_(S)6.2地震对周围断层的应力影响及对余震的触发作用

2023年12月18日,甘肃省临夏州积石山县发生M_(S)6.2地震,震中位于拉脊山断裂带。为深度剖析本次地震对周围断层和后续地震的静态库仑破裂应力影响,文章基于地震破裂模型参数和弹性半空间模型,计算积石山M_(S)6.2地震在周围主要断层上不同深度产生的静态库仑破裂应力变化,并评估这些应力变化对未来地震危险性的影响。结果显示:本次地震使青海南山—循化南山断裂、拉脊山北缘断裂和拉脊山南缘断裂部分区域的库仑破裂应力显著增加,青海南山—循化南山断裂东段的库仑破裂应力增加远超出静态应力触发阈值,并达到了0.022 MPa,表现出较高地震危险性;其他断层也呈现出不同程度的库仑应力变化,拉脊山北缘断裂和拉脊山南缘断裂部分区域的应力卸载量达到了万帕,青海南山—循化南山断裂除东段外的其他分段和庄浪河断裂的应力卸载量达到了百帕。对不同震源深度下断层库仑破裂应力变化进行对比分析,发现深度变化对此次地震库仑破裂应力变化模式影响很大。文章还计算了本次地震在较大余震断层面上的库仑破裂应力,结果表明:甘肃积石山M_(S)6.2地震在后续三次M_(S)≥4地震的断层面上产生的库仑破裂应力分别为0.024 MPa、0.033 MPa和0.034 MPa,均超过触发阈值(0.01 MPa),表明M_(S)6.2地震对这三次地震具有明显的触发作用。文章可为该地区未来地震可能性与危险性的评估提供一定的参考。

原位地应力测量与实时监测在强构造活动区深埋地下工程中应用的思考

强构造活动区,因其原位地应力集中突出、变化复杂、各向异性显著,已成为亟待解决的重大工程地质安全问题和挑战。文章首先分析了原位地应力测量在强构造活动区深埋地下工程应用的经验和不足,然后研究了原位地应力实时监测在强构造活动区深埋地下工程中的应用方法、技术及作用,最后给出了原位地应力测量与实时监测在强构造活动区深埋地下工程中应用建议。研究表明在强构造活动区,不能仅仅依据有限深孔地应力测量结果确定深埋地下工程总体地应力设计参数,而应开展三维地应力场综合研究,揭示其三维地应力场空间分布特征,针对深埋地下工程不同位置采用不同的地应力设计参数,避免因地应力设计参数偏大或偏小造成工程建设浪费或工程病害;在强构造活动区,饼状岩芯密度与地应力测量大小成反比,在饼状岩芯发育深度范围之下未来会形成但仍未形成饼状岩芯的深度范围往往地应力最高、应力最为集中,深埋地下工程应避免该深度范围;原位地应力实时监测可以动态揭示某一构造部位地应力大小的相对变化趋势和演化过程,并可计算地应力实时监测期间不同时域地应力状态绝对值,当大地震或重大工程地质问题发生后,不用开展新的地应力绝对测量,就可以快速评价区域地壳稳定性、深埋地下工程地质安全风险等,为深埋地下工程损毁修复提供量化设计地应力参数及预防变形破坏应力应变预留阈值,评价断层活动危险性。研究成果可为强构造活动区重大工程规划建设和安全运维提供科学依据。

1605年琼山M 7½级地震区现今地应力动态变化特征及对东寨港沉陷的指示意义

文章利用1605年琼山7½级地震区不同区块布设的3个地应力监测台站应变观测数据,进行了地应力动态变化分析并对其记录的应力突变信息进行了提取,分析了2016年3月—2018年5月地应力变化与构造活动情况,并探讨了东寨港地貌演化趋势及其沉陷机理。结果显示:研究区总体受北西向挤压应力场作用,使得位于马袅-铺前断裂与铺前-清澜断裂上盘的演丰和大致坡地区以拉张应力场为主,位于断层下盘的锦山地区以挤压应力场为主;马袅-铺前断裂和铺前-清澜断裂在区域应力场作用下,不断进行非震活动来调整局部应力场,其中,马袅-铺前断裂在2016年3—7月、2017年10月和2018年4月有过多次活动,铺前-清澜断裂在2017年10月和2018年4月有过2次活动,马袅-铺前断裂较铺前-清澜断裂活动能量强;应力场变化趋势指示以铺前-清澜断裂(F13-1)为界,东部有逐步抬升趋势,西部的东寨港可能还会持续沉降;断层活动趋势指示以马袅-铺前断裂(F2-2)为界,东寨港北部演丰地区的沉降速率应该大于南部三江地区;此外,体应变监测数据也指示了位于海南岛南北地震带下部的岩浆活动痕迹。综合研究认为,东寨港沉陷主要受深部岩浆上涌导致的马袅-铺前断裂与铺前-清澜断裂的正断活动控制,并受到全新世海平面变化与软土沉积地层性质导致软土流滑、砂土液化以及海水侵蚀等多方面影响。文章创新性的将钻孔应变观测技术应用于探索海岸带地区典型震陷地貌演化规律与趋势研究,在地应力监测与构造地貌研究领域都有着重要的学术价值,同时,该成果对东寨港地区红树林保护、城镇规划建设等方面亦具有重要的应用价值。

天山某深埋隧道地应力变化对比分析

天山造山带在断层、褶皱等地质构造影响下,地应力沿隧道轴线出现突变现象引起业界关注,其大小和方向空间分布不确定性诱发大变形、岩爆或突涌水等地质灾害交替出现,给工程造成很大损失。将天山某隧道前期勘察钻孔和施工阶段洞内共24处123条地应力测量结果记录对比分析发现,约800 m深度的线性和指数变化特征差异。同时地应力3分量大小顺序关系导致不同深度上出现逆断型、走滑型和正断型地应力类型,是埋深1200 m以上垂向应力具最大主应力张性特点。本文地应力实测结果对比分析可望为类似工程提供参考。

2023年土耳其两次强震对周围地区的静态应力影响

基于2023年2月6日土耳其卡赫拉曼马拉M_(W)7.8地震和M_(W)7.5地震的有限断层破裂模型,计算了两次强震在周围地区产生的位移场、应力场以及同震库伦应力变化对M_(W)>4.0的余震的应力触发。结果表明:(1)两次强震在地表产生了较大的位移,其中,M_(W)7.8地震产生的最大水平位移约为3.1m,最大隆升约为0.4m,最大沉降约为0.6m。M_(W)7.5地震产生的最大水平位移约为4.3m,最大隆升约为1.9m,最大沉降约为0.8m。两次强震后地表的最大水平位移约为4.15m,最大隆升约为1.9m,最大沉降约为0.8m。(2)M_(W)7.8地震震中南北两侧为面膨胀区,东西两侧为面压缩区,震中区域的主压应力方向为近南北向,主张应力方向为近东西向。M_(W)7.5地震震中北东和南西侧为面膨胀区,南东和北西侧为面压缩区,震中区域的主压应力方向为近东西向,主张应力方向为近南北向。(3)M_(W)7.8地震在M_(W)7.5地震震中处的库伦应力增加约为0.28MPa,说明M_(W)7.8地震对M_(W)7.5地震的发生是有触发作用的。两次强震的发生使得有限断层周围出现较大范围的应力卸载,库伦应力增加的区域主要出现在两个地震的有限断层的两端,应该注意库伦应力增加区域发生地震的危险性。(4)M_(W)7.5地震对M_(W)7.8地震所在断层的南段和北段上M_(W)>4.0的余震是有促进作用的,14~25km深度上的M_(W)>4.0的余震主要发生M_(W)7.8地震所在断层北段与M_(W)7.5地震所在断层东段的交叉区域,M_(W)7.5地震震中西侧的M_(W)>4.0的余震是由M_(W)7.5地震所触发。

DRY-1B型电容分量式钻孔应变仪关键技术与应用

文章简述了DRY-1B型电容分量式钻孔应变仪(简称“钻孔应变仪”)的理论基础,攻关了微位移感知、降噪、控温、性能测试、标定等关键技术,并通过了性能测试,标定结果表明:该应变仪达到了高分辨率(≥5×10^(-11)ε)、宽频带(10~100 Hz可选)、大动态范围(≥1×10^(-3)ε)、24位AD记录、低功耗(<3 W)等技术指标,其性能优于同期美国PBO和日本同类钻孔应变仪,是一款国际领先的地壳运动长期观测仪器,基本能够满足地壳长期应变缓慢积累的蠕变运动和短期应变快速变化的地震火山活动等观测需求。2008年以来,通过20余个地应力台站的应用,该钻孔应变仪记录到大量的地壳形变、断裂活动、同震应变波、应变阶跃、矿压活动等应变信息,并以北长山地应力台站应变监测数据自洽性检验和土耳其地震映震能力分析为例发现:北长山地应力台站电容传感器1#+3#和2#+4#元件应变曲线总体平稳,相关系数R2达到0.95;1#-3#和2#-4#元件的差应变年变化速率为10-8量级,反映出长岛地区以剪切应力为主,且处于地震活动相对高的应力环境;利用该应变仪观测到2023年2月6日土耳其M 7.8级和M7.5级两次地震明显的同震应变响应,尤其是获取了M7.8级主震面波周期为50~60 s,呈现出面波异常,理论上可分辨出100 km范围M0.74级地震产生的应变波,达到了应用示范效果。该钻孔应变仪在地球动力学研究、内动力地质灾害监测等领域具有较好的推广价值和应用前景。

TY系列高精度体应变仪研制及映震能力分析与应用

文章综述了钻孔体应变仪的发展历程,针对体应变仪目前存在的稳定性和带宽不足、标定精度低等问题,创新与改进液压传感器、控制电路、标定方法等技术,研制出TY-2B型钻孔体积应变仪。改进的液压传感器提高了仪器精度,缩小了仪器体积;改善了控制电路,提高了仪器采样率、带宽及稳定性;创新的压电陶瓷标定技术提高了监测数据可靠性。测试结果表明改进型的TY-2B型体应变仪功耗低,小于3 W;长期稳定性好;灵敏度高,分辨率达到10-11ε;高频特性和低频特性好,采样率10~100 Hz,可采集完整地震应变波波形,固体潮波形清晰稳定;体积小重量轻,外径缩小至Φ89 mm,适用于Φ100 mm钻孔,长度1300 mm,重量45 kg,运输和安装方便。经室内检验、野外台站15年的测试,获取了良好的监测数据,体现了高灵敏的映震能力,龙门山北段体应变台站对2010年玉树地震及2023年土耳其地震的观测响应表明TY系列高精度体应变仪不仅是静态应变仪,还是宽频应变地震仪,具有动-静态标定能力,且相对于摆式地震仪有着极宽响应频带的独特优势,既可以观测地壳长期缓慢变形及其积累的特征,还可观测地壳破裂变形的瞬态细微特征。汶川地震以来青川—汉中地区体应变台站及2021年以来广州台站获取的监测曲线长期变化趋势与地震、构造地质等资料所反映的区域地质特征相符,表明TY-2B型体应变仪可在地球动力学研究、地质灾害预测预警等领域推广使用。

北京及周边地区跨断层形变站网评估

为掌握北京及周边地区跨断层形变观测场地目前的效能情况,从而实现准确研判该区域地震危险性,降低未来地震可能造成的灾害风险,综合考虑跨断层场地监测条件和地震预测效能两方面设计了观测站网评估方案,分别从场地监测环境、监测有效性、地下水位变化及地表沉降影响、场地预测配套性、最优预测指标效能和区域变形配套性等方面开展研究,给出了北京及周边地区跨断层形变站网的综合评估结果及后续站网优化建议。结果表明:①目前北京及周边地区的跨断层场地对区域内大多数主要断层具有较好的监测能力和地震预测效能,但八宝山—黄庄—高丽营断裂上多数观测场地监测条件相对较差,预测效能普遍偏低,建议选择该断裂的其它位置补充新建若干观测场地。②除了断裂构造,区域地质构造、水文地质条件等也对观测场地效能有重要影响,后续新场地选址时需要重点考虑这些因素。

藏东南某大型水电站工程区地应力状态及反演分析

某水电站作为西藏易贡藏布流域的控制性调节工程,对满足西藏电网的用电需求发挥重要作用。为查明该水电站现今地应力环境,掌握地下厂房、引水隧洞等关键位置地应力分布特征,保障其工程安全,文章综合考虑工程区构造地质背景、岩体条件等,通过布设钻孔开展水压致裂法地应力测量工作,获得4个测点(8个孔)的地应力数据;依据现有地质条件,建立有限元三维地质模型;通过测得的应力状态,获得加载条件,进行工程区应力场反演分析。结果表明:二维地应力测试结果显示最大水平主应力为4.17~16.93 MPa,三维地应力测试结果显示最大主应力为14.20~16.23 MPa,最大水平主应力方位为NE 38°~NE 47°,现今构造应力场以北东向为主导;电站地下厂房区域2995 m高程水平面最大主应力σ1应力值为11.70~12.12 MPa,中间主应力σ2应力值为9.81~10.74 MPa,最小主应力σ3应力值为5.22~6.85 MPa;引水隧洞沿线最大主应力值σ1为11.8~14.05 MPa,中间主应力值σ2为10.13~12.83 MPa,最小主应力值σ3为4.56~8.49 MPa;该水电站地下厂房轴线方向和引水隧洞轴线方向与实测最大主应力方向呈小角度相交,地应力场对工程洞室的稳定性有利。后期施工过程中应综合考虑实际地质情况,采用适宜的隧洞施工技术并加强施工监测,从而确保工程安全建设。

东构造结墨脱关键区域地应力场特征及其构造稳定性分析

为获取东构造结关键构造部位地应力特征、分析其构造稳定性,采用水压致裂法开展了墨脱断裂带西让段1个地应力孔、11个测试段的原位地应力测量工作。结果表明:61.43~121.34 m测试段最大、最小水平主应力值(SH、Sh)分别为3.05~14.50 MPa和2.16~9.87 MPa,垂向主应力值(Sv)为1.63~3.31 MPa,即SH>Sh>Sv;测点处应力场以水平挤压作用为主,均处于逆断层应力状态,且其主应力值随深度增加而逐渐增大,测点的最大水平主应力优势方位为北东东向;在整个地应力测量深度范围内,侧压系数值(Kav)为1.39~4.38,最大水平应力系数值(KHv)均大于1,且比值随深度的增加而增大,该关键部位区域应力场以水平应力为主导,方向性较强,所有测试段水平应力系数值(KHh)为1.23~1.66,与林芝-通麦段地应力特征参数计算结果基本相似;测点位置98 m以浅地层水平构造应力作用程度较小,应力积累水平较低,保持断层稳定所需的摩擦系数值小于实际断层的临界摩擦系数值,构造环境相对稳定,超过98 m深度地层由于水平构造应力起主要作用,保持断层稳定所需的摩擦系数值接近于实际断层的临界摩擦系数值,存在小概率发生断层失稳滑动的风险;区域强震在墨脱断裂带断层面上造成的左旋走滑方向上及逆冲方向上的库仑应力变化值的叠加量均为负值,抑制了断层的滑动,未能增加墨脱关键区域断层活动的危险性。

地应力作用下鸭绿江断裂带活动对丹东五龙背地热温泉的影响初析

鸭绿江断裂带为郯庐断裂系的重要分支,现今构造活动强烈,沿断裂带出露温泉60余处,地热资源丰富。为查明断裂带南段五龙背地区的现今地应力状态和断层的活动性,研究断裂活动对温泉地热水体的控制作用和远期影响,采用水压致裂法对该区开展了12个测段的原位地应力测量。测量结果显示,在测段深度36.80~215.50 m范围内,最大、最小水平主应力及垂直主应力值(SH、Sh、Sv)分别为6.00~13.52 MPa、3.18~7.26 MPa和0.97~5.7 MPa,总体而言,3个主应力值呈现随深度的增加而逐渐增大的趋势,最大水平主应力方向以北东向为主;断裂带中段(198.60~207.80 m),主应力关系为SH>Sv>Sh,有利于走滑型活动,具有一定潜力的富水导水条件,断裂带上段(36.80~196.63 m)及下段(215.50 m),SH>Sh>Sv,有利于逆断层活动,热流通道纵向连续性欠佳,导水条件较差;根据现今应力场特征与断裂活动的关系推演,五龙背地区温泉水位下降可能是因为断裂在压应力作用下活动,导水系统空间受挤压逐渐缩小,其他方向径流排泄增多,导致温泉水源供给减少;基于库仑摩擦失稳理论,断裂带36.80~113.20 m深度范围内的地应力值达到了其活动需要的应力临界值下限,将来有可能发生错断活动,温泉地热水体的补给通道可能受到断裂活动的影响而发生改变。研究成果在断裂对温泉地热水体控制作用研究方面具有一定的理论意义,并积极探索了断裂带附近地应力测量在地热研究领域中的应用思路。

煤矿深部开采动力灾害区域应力效应监测与前兆特征研究

动力灾害的孕育及诱发与区域应力场的力学行为密切相关,煤矿开采扰动作用下区域局部应力场不断调整变化。为了研究区域应力场变化特征对动力灾害的前兆响应,采用变分模态分解和希尔伯特变换的方法对鲍店煤矿采集数据进行时频分析,识别和提取钻孔应变数据中反映动力异常变化的固有模态分量。研究结果表明,钻孔应变观测数据能够有效记录开采扰动相关区域岩体内部的微小变化,解析原始数据滤去干扰信号后获得表征动力异常的特定频段,分解变换后固有模态分量异常波动特征早于动压事件前2~7天出现,表现出形变稳定变化阶段向快速变化阶段“突跳”、形变快速变化阶段“震荡”以及失稳阶段“跌落”的显著特征。依据地震形变三阶段理论,判别动力灾害发生前形变异常开始时刻和“突跳”—“震荡”—“跌落”作为煤矿动力灾害发生的前兆判据。基于钻孔应变仪对区域应力场的精确观测,构建了应用于煤矿动力灾害超前预警的判据方法,可为煤矿相似开采环境下工作面的安全高效回采提供借鉴和参考。

山东招远水旺庄金矿深部地应力特征及其岩爆倾向性分析

通过山东省招远市水旺庄金矿1881.08 m深孔水压致裂原地应力测量,获取了矿区深部地应力特征及其随深度的变化规律。结果表明:该矿区最大主应力随深度增加具有呈线性增大趋势,800.00 m以浅原位地应力状态以水平应力为主,随深度增加铅直主应力逐渐过渡为最大主应力;其中,最大水平主应力为11.22~45.69 MPa,最小水平主应力为7.28~36.17 MPa,铅直主应力为8.44~48.27 MPa,最大水平主应力方向为北西西向。根据该矿区应力量值及其最大水平主应力方向,分析了深部矿体地应力特征,水旺庄矿区深部地应力在招远-莱州地区属于一般偏低水平。结合钻孔岩芯岩石力学参数,基于工程岩体分级标准及岩石块体弹性应变能理论,对高围压环境下深部矿体开挖过程中,地下巷道发生岩爆的倾向性进行了分析讨论,水旺庄金矿总体属于无岩爆或弱岩爆的地层,但局部如1102.78 m、1379.40 m深度存在强烈岩爆倾向性,金矿矿体所处的1680.40~1684.90 m深度大体位于无岩爆区域。上述研究成果可为深部矿山建设与开采设计提供重要的科学依据。

四分量钻孔应变对气压响应的传递函数及围岩力学参数估算——以江苏江宁台为例

目前中国有60余处四分量钻孔应变测点,这些测点的观测数据在地球动力学和地震前兆等研究中均发挥着重要作用。但在实际观测中,不少四分量钻孔应变仪会受到不同周期气压波的干扰。截至目前,还鲜有关于该类仪器对气压频响效应研究的报道。文中以江宁台为例,尝试采用传递函数对其进行系统诊断;在此基础上,进一步利用双衬套力学模型反演其钻孔围岩的力学参数。结果表明:1)在0.1~30cpd频带内,气压和钻孔应变的相干性较好;2)低频带(0.1~0.5cpd)的气压响应最好,高频带(>8cpd)次之,中频带(0.5~8cpd)则略差;3)若不考虑日波和半日波频段的影响,在整个频带内,4个分量的应变和面应变气压系数谱近线性平稳;4)在高频带,钻孔应变对气压响应的相位谱呈指数形式上升,平均滞后约24.2°,频率依赖性明显;5)利用面应变低频气压系数均值反演的钻孔围岩弹性模量和泊松比分别为33.9GPa和0.27。以上结果将不仅有助于气压效应的分频改正,同时还能为钻孔围岩力学参数的定量反演提供新方法。

湖南地区应力场定量结果及置信区间分析

基于湖南及其邻区312个地震的529条P波初动极性数据和32个M_(L)≥2.8地震的震源机制解,采用格点尝试法和网格搜索法分别反演得到了湖南地区构造应力场的定量结果和置信范围。格点尝试法计算得到的P轴方位和倾伏角分别为102°和10°,T轴方位和倾伏角分别为237°和76°;网格搜索法反演得到的P轴方位和倾伏角分别为100°(置信区间为79°~100°)和5°(置信区间为2°~5°),T轴方位和倾伏角分别为225°(置信区间为204°~225°)和81°(置信区间为81°~82°)。结果表明:湖南地区平均震源机制解表现为逆断型;主压应力轴优势方位为NWW向,倾伏角近乎水平;主张应力轴优势方位为NE—NEE向,倾伏角较大。对两种方法得到的研究区应力场结果进行了可靠性分析并与前人结果进行了对比,证实本文结果的可信度较高。

2006年珊溪水库M_(L)4.6震群静态库仑应力变化及其对后续地震的影响

浙江省珊溪水库2006年2月4日至11日发生8个M_(L)4以上地震,最大地震为M_(L)4.6地震,截至2009年12月10日,共发生1063次小地震。为探讨8个M_(L)4以上地震主发震断层的库仑应力变化特征以及库仑应力变化对后续地震发生的促进作用,基于库仑破裂准则,计算珊溪水库该M_(L)4.6震群的静态库仑应力变化,讨论不同有效摩擦系数对库仑应力变化的影响,并依据Dieterich速率—状态摩擦定律计算并讨论其静态库伦应力变化对后续地震活动性的影响。结果表明,珊溪水库8次M_(L)4.0以上地震的静态库仑应力变化及库水下渗导致的静摩擦力变化,对后续地震的发生起到一定促进作用,约76.3%的地震发生在库仑应力变化为正的区域;有效摩擦系数的取值对库仑应力场与余震分布之间的关系影响不大;计算F_(11-1)、F_(11-2)及F_(11-3)分支断层中部的库仑应力变化,发现库仑应力在F_(11-1)、F_(11-2)断裂上降低,在F_(11-3)断裂上增加,表明未来地震在F_(11-3)断裂附近多发的可能性更大。

2018年通海5.0级地震前黄草坝台四分量钻孔应变临震异常特征分析

2018年8月13日、8月14日通海两次5.0级地震前,黄草坝台四分量钻孔应变仪记录到异常信号.重点从异常干扰排查、异常形态、同震应变阶跃等特征进行分析,讨论应变异常的可信度及其与通海地震的相关性.结果表明:2018年8月8日-8月12日应变异常不受环境干扰,临震异常可信度高;异常特征为加速压性转张性后发震,其中北西向压性变化幅度最大,变幅达1.29×10^(-7);黄草坝台位于此次通海地震震中北西向,计算这2次5.0级地震震源机制解反演得到主压应力方向为北西-南东向,与北西向压性变化吻合,认为钻孔应变异常的变化幅度对地震预测地点的方向具有指向性;第一次5.0级地震时,北西向同震应变阶跃显示震后压应力减小,认为这个方向的应变能得到释放,进一步佐证北西分量压性变化与此次通海5.0级地震具有较高的相关性,第二次5.0级地震时,北西向同震应变阶跃小,认为这个方向的应变能得到充分释放,初步判定后续发生更大地震的可能性小.

太原抽水蓄能电站关键部位地应力状态及其在枢纽工程布设中的应用

采用水压致裂地应力测试技术,开展了山西太原抽水蓄能电站工程2个孔(孔深500 m和520 m)的地应力测试工作,获得了工程区关键部位地应力状态,分析了工程区的地应力水平、地下建筑布设方式和衬砌形式。结果表明:工程区最大水平主应力为10.98~18.09 MPa,最小水平主应力为6.79~11.32 MPa,垂直主应力9.61~13.57 MPa;与山西省南北两端“南高北低”地应力值相比,此次测值处于两者之间,与沁水盆地地应力场模拟值相比,测试结果基本一致;垂直应力介于最大水平主应力和最小水平主应力之间(SH>Sv>Sh),即测点的最大水平应力即最大主应力,且处于走滑型应力状态,其侧压系数Kav为0.92~1.09,反映出工程区构造作用不强烈;2个钻孔330~506 m范围内岩石饱和单轴抗压强度(Rb)为35.00~107.00 MPa,平均为63.79 MPa,岩石饱和单轴抗压强度与最大主应力比值(Rb/σm)为3.54~5.81,属于中—高应力水平;工程区最大水平主应力方向为NE 43°—NE 70.5°,平均为NE 59.5°,与区域震源机制解、GPS位移资料研究结果一致;从地应力方位考虑,地下厂房长轴线方向位于NE 29.5°—NE 89.5°之间,有利于厂房的围岩稳定;地下枢纽工程最大水头PH约为4.62 MPa,小于最小主应力值σ3(6.79~11.32 MPa),基于水力劈裂准则可知,岩体本身具有足够抵抗最大内水压力能力,输水隧洞采用钢筋混凝土衬砌,能够满足输水隧洞的稳定性。该研究成果可在抽水蓄能电站工程勘察、设计中推广使用。