地震断层形态研究综述

随着我国工程建设事业的不断发展,一大批土木工程基础设施正不断向地下深部、深海和中西部地区延伸转移,如地铁工程、跨海跨湾工程铁路和铁路工程(如川藏铁路)等都具有里程长、规模大的显著特点,在我国特殊的地震地质构造背景下,会不可避免地遇到地表或地下深部地震断层的作用。断层的作用方式与断层破裂的形态关系密切,研究不同场地的地表断层形态对工程结构抗断层错断设计有重要意义。本文归纳了不同场地条件下地震地表断层的形态和断层的空间展布特征,总结了地震断层形态的研究现状,分析了影响地震断层形态的因素,探讨了当前研究工作的不足与今后的研究方向,以期能为相关研究工作提供参考。

断层破碎带形态对隧道围岩变形影响研究

断层破碎带具有围岩破碎、强度低等特点,极易引起隧道围岩发生大变形,进而诱发工程灾害。因此,依托重庆市郊铁路璧铜线云雾山隧道工程,采用PLAXIS3D数值分析软件,建立了隧道穿越不同形态断层破碎带计算模型。计算结果表明:断层破碎带倾角和厚度对隧道围岩变形影响显著,断层走向线与隧道轴线夹角对隧道围岩变形影响较小。随着断层破碎带倾角的增大,受断层破碎带影响的范围明显缩小,隧道围岩竖向和水平位移值均逐渐减小,且当断层破碎带倾角为90°时,受断层破碎带影响的范围最小;随着断层破碎带厚度的增大,受断层破碎带影响的范围随之增大,围岩的竖向和水平位移值均逐渐增大,且当断层破碎带厚度为22 m时达到最大值。隧道正交穿越断层破碎带薄弱处时,围岩变形控制效果会更好。该研究成果可为山岭隧道穿越断层破碎带设计与施工提供一定的参考。

基于机器学习的长宁地震三维断层面几何特征建模

结合长宁地区大量的地震精定位数据和其它研究成果,利用监督分类和聚类分析等机器学习算法,基于地震簇的形态特征和地震震源机制解,编写了一套自动化提取三维破裂面形态特征的程序,获取了长宁地区地震破裂面的精细结构,可为相关研究提供可参考的发震构造模型。结果显示通过聚类分析最终获取了四个地震簇,结合对应的震源机制解节面信息,最终拟合出四条破裂面,其中:长宁背斜上的破裂面沿狮子滩背斜下部的高速体呈NW−SE方向展布,破裂面平直,倾角较陡,倾向SE;建武向斜内部的三条破裂面,主要分布在向斜两翼,规模较小,走向分别为NW,NNE和NNW,从外部包围了建武向斜核部的高速体,破裂面的展布方向与该地区三个主要震源机制解节面的产状一致,其中新城镇附近的NNW向破裂面切割深度较深,约为20 km,且倾向ENE,倾角约为70°。此外,结合地质构造背景和速度结构等反演结果推断,地震破裂面主要存在于先期形成的构造薄弱带或断裂带,例如背斜的核部和向斜的翼部因节理面贯通所形成的薄弱带以及高速体周围的软弱带,在构造应力的加载和工业开采下更容易微破裂成核,形成典型的发震构造。

应用反演法计算尼日利亚Num River油田断层的三维几何形态和滑动向量

本文把一种能确定任何形状和规模正断层的三维几何形态的一种通用自动方法应用于尼日利亚Nun River油田的三维地震反射数据的反演。除了计算断层的几何形态处,此法亦能自动追踪扩张方向(例如滑动向量的水平分量),而不需要事先对断层的形状和扩张方向有任何了解。计算结果是通过最大限度地缩小由两个或多套断层间的不拟合值而找到的。在本文讨论的例子中,预测断层面与地震成像的断层极为一致。尽管计算扩张方向与断层的平均走向斜交,此参数值仍不能较好地求解。我们的方法与标准的平衡剖面法在两个重要的方面有显著的不同。首先,我们假设扩张方向是未知的;第二,应用反演理论能确保了解所计算断层的几何形态的正常置信度区间。这一点对勘探或生产规模上遇到的一系列问题都有着重要意义。特别是,一旦确定了三维位移场,上盘构造的三维重建恢复等难以解决的重要问题变傅容易解决了。

利用中央线断层编制构造图:利用断层的几何形态取得优势

第一部分 在断层发育地区用计算机作图的标准方法的比较 前 言 利用计算机对断层发育的地震资料进行作图,质量较差,在很大程度上阻碍了管理阶层(以及地球科学家)完全地开发计算机的潜力。 本文描述一种除地震反射层及井资料外,还利用断层几何形态得到优良构造图的方法。现在可以利用断层几何形态信息(垂向位移及断层滑移距)

承压水上含断层煤层开采底板突水规律研究

在深部煤层开采的过程中,承压水水压以及复杂的构造环境是威胁矿井安全生产的重要因素。为研究承压水上受断层影响下底板的突水规律,基于基本力学原理,建立了承压水上受煤层采动影响的围岩受力力学模型,求解断层突水的临界水压力值;同时,基于控制变量法和流-固耦合理论,运用FLAC3D数值模拟软件,从应力场、位移场、渗流场以及破坏区共同耦合作用的角度出发,分析在断层形态以及承压水压力不同的条件下煤层底板突水规律。结果表明:当工作面回采至断层区域附近时,断层倾角对围岩所受垂直应力的影响较大,倾角由30°变换至60°时,所受垂直应力的平均变化率约为-29%;断层宽度主要影响靠近工作面底部断层处的破坏程度,断层宽度越宽,破坏程度越小;含水层水压对断层中所受的孔隙水压力起主导作用;断层的倾角越大、宽度越小,含水层中承压水水压越高,底板发生突水的危险性越强。

新河井田3~#煤层断层发育定量化评价

以新河井田地质资料为基础,绘制了断层走向、倾向玫瑰花图和倾角分布直方图,表明井田内断层以SN和NE走向为主;利用断层分维值和断层影响因子指数对断层发育特征进行定量评价,对比两者的结果可以看出:后者在评价断层时考虑了断层规模大小,断层影响因子较大区域主要围绕两个大断层(嘉祥支和嘉祥支三断层)分布,大断层发育区岩层较破碎,导通的含水层越多,越容易引发矿井突水事故。

音频大地电磁法对断层分辨能力的正演模拟及其应用

通过几个模型的正演模拟,在分析不同模型正演响应的TM模式Bostick一维反演断面特征的基础上,探讨了点距、点位、第四系低阻层对AMT法定位断层的影响以及AMT法对断层的位置、倾向、倾角、发育深度等特征的分辨能力。研究表明,在点位和点距布设合理的情况下,AMT法对断层倾向、发育平面位置的推断是可靠的。最后,通过AMT法在太行山区找水的应用实例,验证了正演模拟方法的实用性。

机器学习算法在发震构造形态特征及地震迁移规律研究中的应用前景

对发震构造形态特征和地震迁移规律的研究,有利于震情形势研判和震源物理的研究,也可为后期三维地壳介质结构建模提供数据支持。本研究结合大量中小地震的分布特征规律,利用机器学习的相关算法,提取断层形态特征和地震迁移规律。近年来,随着观测精度的不断提高,中小地震数据大量产出。在川滇块体等重点观测区域,中小地震活动显示明显的丛集特征,对断层面位置和形态特征具有一定指示意义。中强地震发生后通常伴随大量余震,丰富的余震记录可为震情形势跟踪、研判及现场应急提供重要的参考依据,如发震断层的形态特征、余震破裂的迁移方向等。

不同病因致黄斑囊样水肿患者视力下降与水肿形态的相关性分析(英文)

目的:探讨囊样黄斑水肿(CME)患者光学相干断层扫描(OCT)形态,病因学和视力之间的关系。方法:本研究共搜集了本院门诊CME患者52例57眼,患者均应用OCT确诊为黄斑囊样水肿,且在同1d进行眼底及最佳矫正视力检查。最佳矫正视力(BCVA)检查使用E视力表和对数视力表(logMAR),视力范围2.3 logM AR^0logM AR(均数1.11±0.57)。通过患者病史和眼底照相进行病因诊断,根据黄斑囊样水肿最大垂直直径和黄斑厚度比率将OCT分为四级(一级<30%,30%≤二级<60%,60%≤三级<90%,四级≥90%),相关性是通过计算皮尔逊相关系数"r"值(P<0.05时有统计学意义)。结果:OCT IV级患者视力最差(平均视力1.96±0.23logMAR),此时OCT分级与视力之间有显著正相关,统计学有显著差异(r=0.729,P<0.001)。视网膜中央静脉阻塞(CRVO)是引起视力严重下降最常见的疾病,(r=0.375,P=0.004)。另外根据OCT的形态,IS/OS层(inner segment/outer segment)和ELM(external limiting membrane)均破环的患者视力显著下降(平均视力1.11±0.57 logM AR),二者间具有统计学差异(r=-0.346,P=0.008)。玻璃体视网膜牵拉和外视网膜层破坏均与OCTⅣ级和(r=0.390,P=0.003)CRVO呈正相关(r=0.362,P=0.006),差异有统计学意义。结论:当CME的OCT形态表现Ⅳ级时CRVO患者视力最差。

糯东井田断层发育特征研究

断层是影响矿井开拓布局的主要地质因素之一,研究井田断层的发育数量及密度、断层的产状及空间组合关系、发育规模等断层发育特征,对矿井合理开发具有重大意义。经过对糯东煤矿的研究表明,其一期断层密度到达11.8条/km^(2);走向近SN向断层落差大于其它方向断层落差;断层落差与延伸长度成线性关系;断层平面组合具有等距性、同线性及“人”字型形态特征,剖面上形成阶梯状构造组合;井田内SN向断层发育晚于近EW向断层。

音频大地电磁法对断层分辨能力的正演模拟

音频大地电磁(AMT)法是寻找断裂带裂隙水的有效方法。本文通过多个模型的正演模拟,并在分析不同模型正演响应的TM模式Bostick一维反演断面特征的基础上,探讨了点距、点位、第四系低阻层对AMT法TM模式数据定位断层的影响以及AMT法TM模式数据对断层的位置、倾向、倾角、发育深度、破碎程度等特征的分辨能力。研究表明:在点位和点距布设合理的情况下,AMT法TM模式数据对断层倾向、发育平面位置的推断是可靠的;第四系覆盖层更似低通滤波器,减弱了AMT法TM模式数据对断层的刻画能力,尤其影响了对浅部断层的识别,其反演结果可揭示断层发育深度;受静态和纵向分辨率的影响,AMT法TM模式数据无力估计小型断层的倾角和纵向上破碎的差异性。

小型无人机(sUAV)在基岩区古地震研究选点中的应用

随着断层面形貌测量、宇宙成因核素测年等技术的发展,基岩断层面成为在基岩区古地震研究的良好研究对象。但是,受沟谷侵蚀、沉积覆盖和人为改造等非构造因素影响,并非所有出露的基岩断层面都能完整记录和保存古地震信息。因此,必须在基岩断层面上选择合适的研究点。传统的野外测量方法耗时费力,难以掌握基岩断层面的整体信息,即使通过高分辨率卫星影像也无法获得基岩断层面的精细结构。小型无人机航测(sUAV)采用低空摄影测量技术,可快速获取基岩断层面高精度的地表三维结构,为筛选目标工作点提供便利。文中以山西地堑系六棱山北麓断裂的马家窑基岩断坎为例,采用小型无人机航测结合SfM摄影测量技术,获得了基岩断层面的高精度三维地形数据,通过精细地貌解译和断层坎剖面分析识别了沿断层坎分布的崩塌破坏、沉积埋藏和侵蚀剥露等非构造因素,分析了侵蚀、埋藏和构造这3种典型的基岩断层面的形态特征,选取了适合开展古地震研究的基岩断层面点,展现了小型无人机在基岩区古地震研究工作中发挥的重要应用潜力。

云质岩油藏综合描述技术在FN5井区的应用

准噶尔盆地西北缘乌尔禾地区云质岩储层较发育,储层物性受裂缝等次生孔隙控制,且单层厚度大,更易形成高效油气藏,是该区油藏评价开发的重要领域之一。但由于云质岩储层横向变化较快、构造落实精度低,导致钻井成功率相对较低,制约了油藏的后续产能建设。本次研究结合GeoEast解释系统中的断层形态指数属性,实现了油藏区的小断裂刻画,落实了控制油藏的4条断裂。纵波阻抗与电阻率曲线交会分析发现,波阻抗曲线可以区分砂泥岩,但无法区分砂岩与云质岩储层,而电阻率曲线却可以区分。因此利用基于电阻率曲线的BP神经网络反演预测了该区云质岩储层的展布特征,结果与实钻井情况吻合较好,对推动该区的油藏评价开发具有积极的现实意义。

断层分布及几何形态对川西及邻区应变分配的影响

川西及邻区分布着中国大陆数条重要的活动断裂带,这些断裂带上的滑动速率与地震活动有很大差异,如鲜水河断裂带的滑动速率在10mm/a以上,该断裂带上大地震频繁发生;而龙门山断裂带的滑动速率很小,虽然该断裂带上地震活动不频繁,但也发生了2008年5月12日汶川Ms8.0级大地震.利用弹黏塑性三维有限元模型,研究川西地区断裂带的几何形态及走向变化对断层滑动速率及区域应变分配影响.结果表明:鲜水河-小江断裂带的滑动速率随着断裂带几何分布及其走向呈现分段特征.结构简单,走向平直的分段滑动速率大;结构复杂,走向变化大的分段滑动速率低,区域应变主要集中在断裂带走向发生急剧变化的分段附近.鲜水河-小江断裂带中段的应变分配受到安宁河-则木河断裂带与大凉山断裂带相互作用的影响.龙门山断裂带的走向与青藏高原的挤出方向近乎垂直,断层活动以逆冲为主,滑动速率较低.

断层影响下隧道受荷特征及围岩变形研究

为研究隧道穿越断层破碎带围岩受荷特征及围岩变形敏感性,依托五道岭隧道工程,采用钢表面应变计监测隧道施工过程中钢拱架应力变化,并建立隧道穿越F8断层的三维有限元模型,研究采用台阶法施工时隧道围岩变形规律及应力演化特征,建立正交试验分析断层破碎带形态参数对隧道围岩竖向位移的敏感性。结果表明:断层破碎带使隧道初期支护右拱腰处钢拱架内环应力由压应力转变为拉应力,隧道初期支护钢拱架受到偏压应力作用;隧道围岩最大拱顶沉降位于断层破碎带中部,最大仰拱隆起位于断层破碎带后部,分别相比于隧道与断层破碎带交界处的围岩位移值增大了10.5%和40.5%;隧道围岩变形受断层倾角影响最显著。

微震研究与应用进展

随着地震观测台站密度的不断增加以及地震检测技术的快速发展,微震研究受到了地震学界的广泛关注。与发震周期较长的大地震相比,微震复发周期短、发生频次高,可以获得更高分辨率的地壳内部介质物性和应力状态等变化信息。微震在许多领域具有广泛的应用,如研究断层几何形态、前震与地震成核的关系、余震时空演化特征及余震触发机理、远程动态触发现象、重复地震、诱发地震以及非火山震颤信号的检测等。高精度的微震定位结果可以揭示断裂带的精细几何形态和深部活动过程,促进对断层特性和地震物理过程的深入认识。本文简要总结了国内外微震研究的主要进展,包括微震检测的主要方法和微震在多个领域的研究实例,并对微震在地震科学中的应用前景进行了展望。

鄂尔多斯盆地南部泾河油田延长组板内走滑断裂内部结构刻画

板内走滑断裂的内部结构具有控储和控藏作用.在断缝体油气藏勘探开发过程中,由于走滑断裂带内部结构具有高度非均质性,需要对其内部结构进行刻画.综合岩心、测井和地震资料,对鄂尔多斯盆地南部泾河油田延长组走滑断裂带进行了走向分段和侧向分带研究,并提出了利用综合裂缝指数测井(comprehensive fracture index log,CFI)和断层形态指数地震属性(fault shape index attribute,FSI)累积曲线定量划分损伤带边界的方法.结果表明,泾河油田延长组走滑断裂带以张扭段和走滑段为主,压扭段仅少量发育.CFI和FSI均与裂缝密度呈正相关关系,根据累积CFI和累积FSI曲线的梯度变化可以刻画地下走滑断裂的损伤带边界.泾河油田延长组走滑断裂带内单条断裂的宽度主要在160~300 m,且张扭段的宽度最大,其次为压扭段和走滑段.