基于震源机制和地震定位研究2022年山西古交M_(L)4.1地震的发震构造

2022年2月20日山西太原古交市发生了M_(L)4.1地震,古交及周边县市震感强烈。此次地震的震中位于历史地震相对稀少、煤矿资源丰富的吕梁隆起区,其发震断裂尚不明确。为了更好地认识这次地震的发震构造,文中利用山西省测震台网的近震波形资料反演了地震的震源机制解,并获得最佳矩心深度。反演结果显示,古交地震是一次左旋走滑型地震事件,矩震级为M_(W)3.96,最佳双力偶解为:节面Ⅰ,走向90°、倾角86°、滑动角-19°;节面Ⅱ,走向182°、倾角70°、滑动角-175°;最佳矩心深度为3km,属于极浅源地震。地震序列重定位结果显示震中的优势展布方向近EW,与区域内断层基本为NE走向的分布格局差异显著。利用聚类分析方法得到古交地震的发震断层面中心解,结果显示断层的走向为91°,倾角为70°。另外,古交地震序列的应力降显著偏小,低于同区域背景地震至少1个数量级。结合实地调研的矿区生产情况和区域地质构造,认为古交地震序列的发震机制可能与震源区附近的煤田开采活动有关,开采活动致使局部应力改变,从而导致先存隐伏断层活化,进而触发此次地震。

维西-乔后断裂带上连续地震的应力降和两种不同的孕震机制

2021年5月21日云南省维西-乔后断裂带上发生MS6.4漾濞地震,造成了大量的人员伤亡和财产损失.该断裂带上还曾先后发生过2013年MW5.3和2017年MW4.91两次洱源地震.本文反演了维西-乔后断裂中南段2013年、2017年与2021年三次地震震群的震源机制解,使用谱比法计算了主震和较大的前震、余震共17个事件的拐角频率与应力降.结果表明:2013年MW5.3主震与MW4.96余震均为正断层事件,随后的地震序列皆为右旋走滑事件,2017年MW4.91主震与MW4.89前震均为右旋走滑事件.发生在东南侧15 km左右的2021年漾濞MW6.2主震也为右旋走滑事件,但前震和余震震群中包括约70%的走滑事件和30%的正断层事件,推测发震断层为维西-乔后断裂带的次级断裂;2013年MW5.3主震的拐角频率为0.68±0.03 Hz,应力降为11.98-1.52/+1.66 MPa, 2017年MW4.91主震的拐角频率为1.59±0.05 Hz,应力降为39.84-3.64/+3.88 MPa, 2021年MW6.2主震的拐角频率为0.415±0.01 Hz,应力降为65.35-4.61/+4.84 MPa;17个地震应力降反映出走滑事件的自相似性,而正断层事件同震断层面上可能的流体扩散引起了自相似性破缺.两种地震事件在拐角频率与应力降方面存在明显差异,可能源于断层受构造形变、结构和岩性的差异的影响,在横向与纵向上的摩擦系数、破裂尺度、裂隙流体等特性存在较大差异,因而可能存在两种不同的孕震机制.从潜在的地震风险来说,走滑的孕震过程可能触发更大的破裂,具有更大的潜在破坏性.

基于FLAC^(3D)模拟不同落差断层下隧道围岩稳定性分析

以狮子洋隧道工程为分析原型,利用FLAC^(3D)数值分析软件模拟4个不同落差的断层,旨在研究不同落差断层下隧道开挖前中后围岩应力和应变的变化特征.研究结果表明:断层破碎带处的初始地应力分布不均匀,在断层破碎带处会有一定的波动;在开挖至断层破碎带时,围岩应力会急剧下降,隧道变形也会激增;随着断层落差的增大,隧道开挖所产生的影响范围也随之增大,断层破碎带处的隧道位移更大更集中,隧道围岩应力的分布也更加不均匀,主要表现为断层处围岩应力下降幅度更大,隧道应力集中处的应力也更大更集中.

东营凹陷断裂活动特征及其对沉积的控制作用

应用断层落差法,对东营凹陷沙河街—东营期的断裂活动特征进行了研究.研究表明:东营凹陷古近纪在近南北向的伸展方向上,断裂活动强弱交替,在沙三—沙二早期,东营凹陷断层活动强烈,沙二晚期—东营期断层活动明显减弱.东营凹陷的断层在平面上、剖面上有多种不同的几何形态,组成了半地堑、半地垒和地堑—地垒多种形式的断块体,其组合的分布使整个东营凹陷具有南北分区块断的构造特征;断裂活动时空分布具有不均一性,在北西—南东向和南北向的双向伸展作用下,东营凹陷的断裂活动在空间上具有分段性特点.东营凹陷的断裂活动不仅控制着构造演化,而且控制着凹陷内的沉积演化.同一时刻,同一条断层,断层落差较大的中央部位发育了扇三角洲,而两翼落差较小的部位发育有湖相泥岩沉积;一级断层控制了凹陷沉积体系的地层厚度,二级断层控制了扇体的类型及规模,而三级断层控制了砂体的分布.

中强地震随机有限断层模型应力降参数的确定方法

随机有限断层模型是模拟地震动加速度时程的一个重要工具。但将其应用于中强地震时,由于震源信息的准确性较差从而使模型参数具有较大的不确定性。尤其针对其中最为关键的应力降参数,目前相关研究较为缺乏且尚未形成系统的确定方法。本文基于美国Little Skull Mountain MW5.6级地震2个近场台站记录的地震动模拟,详细研究了采用随机有限断层法拟合中强地震地震动伪加速度反应谱(PSA)来确定应力降参数值的方法,并在计算应力降时引入了其它震源参数的不确定性,随后对此方法的可行性进行了验证。研究表明:采用不同频段反应谱残差和计算得到的应力降值差别较大,确定中强地震应力降较为合适的反应谱频段是中高频,采用该频段确定的应力降参数值模拟的反应谱和峰值加速度与实际记录较为符合;脉冲子断层百分比、断层长宽、倾角和深度等震源参数按截断的正态分布或均匀分布随机抽样,拟合得到的应力降参数值与通过实际震源模型参数得到的值相近。以上研究结果对确定一个区域中强地震应力降或中强地震近场强震动模拟研究提供了更进一步的研究方法和研究方向。

随机有限断层法及其工程应用中的问题分析

随机有限断层法作为半经验半理论的地震动合成方法,综合考虑了震源、传播路径以及场地条件对地震动的影响,可在工程关注的频率范围内模拟地震动时程,为实现较大区域地震动模拟提供了一种有效的方法。本文系统阐述了随机有限断层法的基本原理、静力学拐角频率模型及动拐角频率模型的发展;分析了主要模型参数(断层尺度、破裂速度、剪切波速及应力降)、Kappa因子和介质品质因子的取值原则,并结合中国大陆的实际情况给出了相应的取值范围;最后讨论了现有模拟方法在考虑参数取值、子断层划分和子断层之间相互作用等方面的不足以及能量处理方式上的缺陷,明确了随机有限断层法发展的方向。

2021年青海玛多M_(S)7.4地震随机有限断层三维地震动模拟

2021年5月22日青海省玛多县发生M_(S)7.4地震,这是2008年汶川MS8.0地震后中国发生的震级最大的地震。由于该地区强震动观测台站稀疏,在此次地震中仅获得少量远场强震动记录。为评估此次地震的地震动影响场,文中利用青海玛多M_(S)7.4地震的多个震源破裂模型、断层滑动模型以及震源破裂随机模型,基于随机有限断层三维地震动模拟方法给出了震中附近一定区域内4461个虚拟观测点的模拟地震动三分量加速度时程。与远场观测记录峰值(PGA、PGV)及青藏地震区地震动峰值预测方程的预测中位值进行对比,发现模拟记录峰值及其距离衰减与预测中位值基本一致,但远场模拟记录峰值普遍低于观测值。文中给出了典型场点(震中、玛多县城、果洛藏族自治州市区等)的加速度时程、速度时程及拟加速度反应谱(PSA)。最后基于模拟记录峰值计算给出了地震烈度的空间分布。基于模拟记录的地震烈度长轴方向与破裂面走向一致,极震区沿破裂面分布,局部场地效应导致烈度等震线呈不规则的椭圆形。与正式发布的地震烈度图进行对比可知,基于模拟记录的地震烈度整体上偏低1~2度,极震区烈度仅为Ⅸ或Ⅷ度。我们推断模拟中采用的统计平均应力降可能导致模拟地震动普遍偏小,考虑地震应力降的不确定性及其与地震动不确定性的关系,模拟记录估计的地震烈度的标准差约为1.2。

2011年M_W9.0东日本大地震动力学破裂过程的数值模拟

力学上,地震可以看作在应力场作用下由于断层带介质的突然损伤或软化导致的断层带失稳事件.本文基于这个地震动力学模型,利用一种可以模拟断层大位错的有限元方法,研究了2011年MW9.0东日本大地震(Tohoku-Oki)的动力学破裂过程.比较了无障碍体和具有不同刚度障碍体的断层带模型产生的断层位移、位错和应力降.主要结果表明,障碍体的存在并不明显地改变障碍体区域的初始构造应力场.对有障碍体情形,准静态结果显示断层上盘最大逆冲位移和最大剪切位错分别为51m和58m,均发生在海底表面海沟处,与无障碍体的结果(最大剪切位错约55m)相比差别不大;下盘最大倾向位移(-10m)并不与上盘最大值出现在同一位置,而是在障碍体处.障碍体处剪应力降(约11 MPa)大于周围非障碍体区域.障碍体处正应力降的最大值约为3 MPa.模拟结果似乎不支持海山是导致本次地震异乎寻常大位错的原因,而倾向于断层带剪切刚度在地震过程中极度损伤或软化.

托甫台区块TP37井区奥陶系油藏剩余油潜力分析

托甫台区块奥陶系油藏位于阿克库勒凸起西南倾末端。多期构造运动的隆升、挤压等作用造就了类型多样的断裂体系及其伴生构造形态,形成一系列不同级次、多期叠加的断裂系统。其中,TP12CX断裂带是区内规模最大的Ⅰ类断裂带,TP37井区位于TP12CX北东向主干断裂南段。根据结构张量属性刻画,TP37井区断溶体具有明显的分隔特征,沿着TP12CX断裂走向由北至南划分为五段。通过动静态资料综合分析现开发阶段井网平面储量动用状况,认为位于4、5段中间的W2井以南仍有井控低动用储量,W2井可向南部侧钻,生产后期与南部5段邻井建立注采井网。

接地故障回路阻抗测量和相关问题探讨

为检验接地故障回路阻抗测试的可操作性,GB 50303《建筑电气工程施工质量验收规范》修订组对一些项目的接地故障回路阻抗进行了实测。分析接地故障回路阻抗包括哪些部分,明确对接地故障回路阻抗的要求是防电击措施;介绍接地故障回路阻抗的测试方法、实测数据,以及接地故障回路阻抗实测值不满足要求时应采取的措施。

故障穿越策略对混合风电场及系统的影响

风电渗透率的增加使得风电并网的不稳定性和故障穿越等问题亟待解决。考虑到分期建设或新旧风机更换导致的同一风电场有不同种类风机的现象,在MATLAB/Simulink仿真平台上,建立包括普通异步风机、双馈异步风机的混合风电场经VSC-HVDC并网模型。以升频法和降压法为例进行比较仿真,在验证其可行性的基础上,探讨不同故障穿越方法对不同种类风电机组和VSC-HVDC的影响。研究结果对实际风电场并网控制策略的选择有一定参考价值。

浅层地震勘探在牛东断裂探测中的应用

牛东断裂是津保交通廊道上一条重要的北东向断裂。研究该断裂的分布、性质、活动状况可以完善和优化城市规划,减小地质灾害的破坏。高分辨率浅层地震反射勘探方法是一种行之有效的地球物理勘探方法,可以获取断裂浅部构造信息。为了查明牛东断裂中北段浅部构造,该文应用浅层地震反射探测剖面,获取了准确的浅部定位及断裂发肓特征。结果表明:牛东断裂为第四纪活动断裂,正断层性质,视倾角较陡,断距由深至浅逐步减小,并具有明显的分段性;浅层地震勘探在探测牛东断裂中收到了较好效果。

正断层下盘开采应力演化及断层阻隔效应连续-非连续方法模拟

断层破坏了采场岩层的连续性,应力由断层一盘向另一盘的传播过程将受到断层的阻隔,从而引起断层附近应力集中,极易诱发煤矿灾害.开展采动条件下断层附近应力和煤层支承压力的演化以及断层阻隔效应研究对于煤矿灾害的预防具有重要意义.以自主开发的拉格朗日元与离散元耦合连续-非连续方法为基础,为了处理煤层离散单元形成的聚集体仍能承受超过自身承载能力的问题,采用了应力跌落方法;为了模拟时间较长的煤炭开采过程,采用了准静力计算模式.根据济三煤矿6303工作面的地质条件建立更准确的力学模型,其中,在断层上盘下端面施加垂直向上的适当均布载荷,以克服传统力学模型的应力集中问题.模拟了正断层下盘开采条件下岩层的运动过程.通过在断层上盘断层附近布置多个测点,获得了不同测点的正应力和切应力的演化.详细描述了断层阻隔效应.研究了开采速度对不同测点正应力、切应力和煤层支承压力的影响,定性探讨了开采速度快慢与断层阻隔效应强弱的关系.