庫水壓力作用下不同類型斷層誘發(fā)水庫地震可能性分析

本文從庫區(qū)的地層巖性、斷裂構(gòu)造、水文地質(zhì)條件和庫水能起的作用判斷,認(rèn)為擬建的東津水庫蓄水后發(fā)生水庫誘發(fā)地震的可能性很少。建立在相似地質(zhì)構(gòu)造背景和水文地質(zhì)條件上的黃龍灘水庫,至今未發(fā)生水庫誘發(fā)地震就是一個(gè)很好的例證。

本文根據(jù)小浪底水庫地區(qū)的地震地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，淺析了水庫誘發(fā)地震的可能性，并對其最大震級進(jìn)行了多種方法的估算預(yù)測。

：如殤，／j 第j6卷 】聃年 第1】；ij 】月 地震研究 j~urnalofseismologicairesearch voi．16．no．1 hn．1093 ／f 口一6 對龍羊峽水庫發(fā)生誘發(fā)地震可能性的探討 ’ 郭杰劉啟芬高強(qiáng) ---__‘_?！弧?●●_-一 (國家地震局地殼應(yīng)力研究所，北京100085) ／ 摘要率文用龍羊峽水電站的水壓致裂應(yīng)力測量結(jié)果分析了該水庫發(fā)生誘發(fā)地震的可能 性結(jié)果表明，談水庫庫區(qū)淺層的應(yīng)力特點(diǎn)為：s>sh~sv，具備發(fā)生誘發(fā)地震的應(yīng)力條 件，但淺部和躁部的應(yīng)力狀態(tài)可能不同。這培由淺部應(yīng)力測值推測可能發(fā)生的誘發(fā)地震的震 級的上限帶來困難。 關(guān)鍵詞水壓致裂應(yīng)力測量}水庫誘發(fā)地震；龍車峽水庫 0．前言 水壓

本文用龍羊峽水電站的水壓致裂應(yīng)力測量結(jié)果分析了該水庫發(fā)生誘發(fā)地震的可能性。結(jié)果表明,該水庫庫區(qū)淺層的應(yīng)力特點(diǎn)為:s_h>sh>sv,具備發(fā)生誘發(fā)地震的應(yīng)力條件,但淺部和深部的應(yīng)力狀態(tài)可能不同。這給由淺部應(yīng)力測值推測可能發(fā)生的誘發(fā)地震的震級的上限帶來困難。

在國內(nèi)外34個(gè)水庫誘震資料研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)了水庫誘發(fā)地震的9項(xiàng)識別標(biāo)志。結(jié)合四川木格措電站及其鄰近地區(qū)的地震地質(zhì)條件、天然應(yīng)力場、地震活動性、庫壩區(qū)介質(zhì)和水文地質(zhì)條件等實(shí)際資料，采用定性對比和統(tǒng)計(jì)預(yù)測法，綜合模糊評判法和模式識別法(hamming法)，初步判定木格措電站蓄水以后存在誘發(fā)5.0級以上水庫地震的可能性。最后，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)判別法和應(yīng)變能積累估計(jì)法，評估出木格措電站蓄水后可能誘發(fā)的最大水庫地震震級為5.5級，震中烈度有可能達(dá)到ⅷ度，但不會超過地震安全性評價(jià)工作提供的50年超越概率10%的地震烈度值(ⅸ度)。

在建的珊溪水庫最大壩高１３０．８０ｍ，水庫正常蓄水位１４２．０ｍ，庫容１８．０４億ｍ＾３。本文通過火山巖地區(qū)已誘發(fā)水庫地震的地質(zhì)環(huán)境，對比分析珊溪水庫區(qū)的地質(zhì)條件，認(rèn)為庫區(qū)某些地段存在誘發(fā)地震的地質(zhì)環(huán)境，蓄水后有可能發(fā)生水庫誘發(fā)地震，并對可能的最大震級作了預(yù)測。

在國內(nèi)外34個(gè)水庫誘震資料研究的基礎(chǔ)上,總結(jié)了水庫誘發(fā)地震的9項(xiàng)識別標(biāo)志。結(jié)合四川木格措電站及其鄰近地區(qū)的地震地質(zhì)條件、天然應(yīng)力場、地震活動性、庫壩區(qū)介質(zhì)和水文地質(zhì)條件等實(shí)際資料,采用定性對比和統(tǒng)計(jì)預(yù)測法,綜合模糊評判法和模式識別法(hamming法),初步判定木格措電站蓄水以后存在誘發(fā)50級以上水庫地震的可能性。最后,應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)判別法和應(yīng)變能積累估計(jì)法,評估出木格措電站蓄水后可能誘發(fā)的最大水庫地震震級為55級,震中烈度有可能達(dá)到ⅷ度,但不會超過地震安全性評價(jià)工作提供的50年超越概率10%的地震烈度值(ⅸ度)。

研究認(rèn)為,地震活動并非僅局限于原斷裂面的粘滑和蠕滑,大量應(yīng)變能的積累和釋放并不都是在原有斷層面上出現(xiàn),而更有可能出現(xiàn)在斷裂的尖端。水庫誘發(fā)地震的實(shí)質(zhì)是:水庫蓄水引起巖體應(yīng)力場的改變,促使斷裂帶擴(kuò)展。水庫誘發(fā)地震的矛盾焦點(diǎn)集中在斷裂尖端。水庫蓄水引起附加孔隙水壓力等新的作用力,促使斷裂前緣應(yīng)力奇性增大,即k_ⅰ、k_ⅱ或k_ⅲ增高,當(dāng)其克服側(cè)向壓力等阻力后,斷裂前緣失穩(wěn),水庫誘發(fā)地震發(fā)生。

根據(jù)國內(nèi)外水庫誘發(fā)地震的震例資料,結(jié)合老龍口水庫庫區(qū)的具體情況,對老龍口水利樞紐工程誘發(fā)地震的可能性進(jìn)行了初步研究,并對可能發(fā)震的地段、誘發(fā)地震震級進(jìn)行了預(yù)測。

提出了一種新的水庫誘發(fā)地震分類方法，將水庫地震分為斷裂活動型、崩滑塌陷型、膨脹破裂型和巖溶氣爆型四大類共十個(gè)亞類。指出評價(jià)水庫誘發(fā)地震的危險(xiǎn)性實(shí)際上主要是評估誘發(fā)斷裂活動型水庫強(qiáng)震的可能性。在分析了長江三峽水庫區(qū)水庫誘發(fā)強(qiáng)震的地質(zhì)條件之后，按照上述觀點(diǎn)著重分析了水庫誘發(fā)斷裂活動型強(qiáng)震的可能性。得出的基本結(jié)論是：對整個(gè)長江三峽水庫區(qū)而言，水庫誘發(fā)地震的最大震級不會超過５．５級；倘若僅就庫首區(qū)而論，水

梅花山水庫位于湖北省房縣青峰鎮(zhèn)以西。大壩建于(?)口鎮(zhèn)馬欄河河谷,為漿砌塊石重力壩,設(shè)計(jì)壩高55米(最高方案),相應(yīng)庫容6600萬方。由于該水庫建于青峰大斷裂帶內(nèi),地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜,而且該區(qū)歷史上曾有過5級地震記載;相鄰的丹江水庫,谷城前進(jìn)水庫都曾發(fā)生過誘發(fā)地震事件,因而,該水庫蓄水后是否會誘發(fā)地震,是工程建設(shè)部門和當(dāng)?shù)厝罕婈P(guān)心的問題。下面就梅花山水庫誘發(fā)地震的可能性談一些看法。

討論了龍羊峽庫區(qū)將來發(fā)生大地震的可能性;分析了萬一產(chǎn)生潰壩的災(zāi)害鏈問題。計(jì)算了其潰壩后洪水到達(dá)下游貴德縣、康揚(yáng)鎮(zhèn)、尖扎縣、循化縣和蘭州市的洪水最大流量、洪水起漲時(shí)間和消退時(shí)間。

隨著構(gòu)造地震孕育過程及其預(yù)報(bào)方面新觀點(diǎn)的發(fā)展,對人工地震活動問題的興趣日益增長。在解決構(gòu)造地震預(yù)報(bào)問題的過程中,對引起水庫地震的各種因素,現(xiàn)在也更易于進(jìn)行分析了。除了純科學(xué)的方面外,誘發(fā)地震活動還是一個(gè)工程問題。中國的新豐江水庫就是這樣的例子,該壩原按6度地震考慮,開始蓄水后在庫區(qū)發(fā)生了頻繁的地震,隨即對混凝土大壩按8度進(jìn)行緊急加固,不久就發(fā)生了一次9度地震,造成相當(dāng)大的損失(壩體上部出現(xiàn)穿透性

隔河巖水庫蓄水前即開始對穿越庫區(qū)的主要斷裂進(jìn)行監(jiān)測，并設(shè)立了地震觀測臺網(wǎng)，蓄水后庫尾區(qū)誘發(fā)了一系列微震，形成幾次水庫誘發(fā)地震高潮期。本文通過庫區(qū)近4年的形變觀測資料的初步分析，論述了蓄水后庫區(qū)地殼的穩(wěn)定性及誘發(fā)地震與斷層活動的關(guān)系，探討了今后誘發(fā)較大地震的可能性。

隔河巖水庫蓄水前即開始地穿越庫區(qū)的主要斷裂進(jìn)行監(jiān)測,并設(shè)立了地震觀測臺網(wǎng),蓄水后庫尾區(qū)誘發(fā)一系列微震,形成幾次水庫誘發(fā)地震高潮期,本文通過庫區(qū)近4年的形變觀測資料的初步分析,論述了蓄水后庫區(qū)地殼的穩(wěn)定性及誘發(fā)地震與斷層活動的關(guān)系,探討了今后誘發(fā)較大地震的可能性。

為探究不同類型地震波作用下地下綜合體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)特征,本文以上海某地下綜合體為工程背景,采用abaqus軟件建立土—地下綜合體結(jié)構(gòu)相互作用體系三維有限元模型,利用davidenkov模型模擬土的非線性,以不同類型的單向地震波和雙向地震波(含水平向和豎向)作為輸入,對軟土場地中地下綜合體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了地震反應(yīng)分析,比較了不同類型地震波作用下地下綜合體結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的差異,探討了地下綜合體結(jié)構(gòu)的豎向地震動效應(yīng)問題.本文的算例結(jié)果表明:在長周期地震波作用下地下綜合體結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)和內(nèi)力響應(yīng)峰值均明顯大于普通地震波作用下的結(jié)果；考慮豎向地震動時(shí)地下綜合體結(jié)構(gòu)的柱軸力較單一水平向地震動作用情形有明顯增大；在本文地下綜合體結(jié)構(gòu)算例中,地下三層柱底、四層柱頂、五層柱底、以及底板與側(cè)墻連接處為受力較大部位.

根據(jù)野外實(shí)地工作，進(jìn)行水庫誘發(fā)地震誘震條件的綜合分析，并與其它發(fā)震水庫進(jìn)行對比，對江埡水電工程水庫誘發(fā)地震可能性作出初步評價(jià)。認(rèn)為江埡水庫蓄水后，在巖溶發(fā)育的峽谷地段存在誘發(fā)地震的可能性，并對發(fā)震地段，最高震級和烈度進(jìn)行了估計(jì)

為了探討高烈度山區(qū)不規(guī)則隔震橋梁在動水壓力作用下的地震響應(yīng),以morision方程及其擴(kuò)展方程為原理計(jì)算動水壓力,選用鉛芯隔震橡膠支座作為隔震支座,利用有限元軟件ansys對全橋建立簡化的力學(xué)數(shù)值計(jì)算模型,并采用非線性時(shí)程法進(jìn)行抗震分析,主要研究了橋墩及鉛芯隔震橡膠支座在不同水位處的地震響應(yīng)。研究結(jié)果表明:動水壓力作用會使橋墩的地震響應(yīng)增大,同時(shí)也會增大隔震橡膠支座的水平剪力及位移,而隔震橡膠支座利用其耗能的特點(diǎn)則能有效地減小動水壓力對橋墩產(chǎn)生的地震響應(yīng)。因此,對于考慮動水壓力作用的不規(guī)則深水橋梁,應(yīng)選取抗剪能力更強(qiáng)、變形能力更大的隔震橡膠支座,以保證良好的隔震效果,提高橋梁結(jié)構(gòu)在地震作用下的整體安全性。

對于水庫圍堰后猛然增加的地震活動，人們普遍關(guān)心兩個(gè)問題，第一是這些地震的成因，第二是這些地震能對大壩安全性帶來多大的影響。位于四川省樂山地區(qū)的銅街子電站在蓄水后地震活動驟然增高。本文通過對地震活動的分布范圍、震源深度、震源機(jī)制解以及地震活動與庫水水位變化之間的關(guān)系判定這些地震系銅街子電站蓄水后所誘發(fā)的地震。為了估計(jì)該水庫所誘發(fā)地震的震級上限，本文通過定性預(yù)測方法和定量預(yù)測方法試圖對誘震震級上限給出一個(gè)估計(jì)，但各手段所給出的結(jié)果卻不完全一致，這說明目前的預(yù)測手段的不完善。在對各手段給出的結(jié)果進(jìn)行綜合分析之后，認(rèn)為銅街子電站最大可能誘發(fā)地震震級上限在５．０級左右。當(dāng)然，也可能以較小震級的震群型形式出現(xiàn)。

1 水庫誘發(fā)地震,一般指在庫區(qū)特定的地質(zhì)條件下,水庫蓄水后伴隨產(chǎn)生某種誘發(fā)作用,導(dǎo) 致巖體內(nèi)累積的應(yīng)變能釋放而產(chǎn)生地震的現(xiàn)象。世界上一部分大型和特大型水庫蓄水后都伴 有地震活動。觀測研究表明，相當(dāng)一部分水庫蓄水后的地震活動水平和活動特征都與蓄水前 具有明顯的差異。特別是高壩大庫蓄水后地震活動明顯增多的例子較多。水庫誘發(fā)地震在時(shí) 間和空間分布，震源機(jī)制，序列特征等諸多方面與天然構(gòu)造地震想比較，有其自己獨(dú)有的特 征。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，目前世界上已有一百余個(gè)水庫誘發(fā)地震例子，僅我國就有二十余例。尤其 是壩高100米以上，庫容亦達(dá)10億立方米以上的水庫發(fā)生誘發(fā)地震的概率較高。在我國已發(fā) 生誘發(fā)地震的高壩水庫約占總數(shù)的四分之一，且不少誘發(fā)地震均發(fā)生在天然地震的少震區(qū)和 弱震區(qū)。 水庫誘發(fā)地震曾經(jīng)在世界上多次導(dǎo)致破壞性后果,最早于1931年發(fā)生在希臘的馬拉松水 庫。2

巖體的變形和破壞與裂隙的成核、擴(kuò)展和連接密切相關(guān),孔隙水壓力顯著影響裂隙的成核、擴(kuò)展和連接?？紫端畨毫ψ饔孟缕牧鸭y板的彈塑性問題比中心裂紋板的彈塑性問題在實(shí)際中更為普遍,因此研究孔隙水壓力作用下偏心裂紋板的彈塑性問題比中心裂紋板更有實(shí)際意義。該文利用裂紋線場方法和mohr-coulomb準(zhǔn)則對孔隙水壓力作用下巖石材料偏心裂紋板的彈塑性問題進(jìn)行了分析,確定了裂紋線附近的彈性應(yīng)力場、塑性應(yīng)力場、彈塑性邊界上的單位法向量、裂紋線附近的塑性區(qū)長度、裂紋線上的塑性區(qū)長度隨孔隙水壓力的變化規(guī)律以及孔隙水壓力作用下偏心裂紋板的極限承載力,獲得了孔隙水壓力作用下偏心裂紋板的彈塑性解析解,并對偏心裂紋板在不同偏心情況下的塑性區(qū)長度和貫通情況進(jìn)行了分析。

1 xx電站水庫誘發(fā)地震淺析 [摘要]：xx電站水庫區(qū)內(nèi)分布有三迭系中統(tǒng)個(gè)舊組灰?guī)r，部分庫段灰?guī)r與庫水直接接觸，水庫庫容3.74×108m3，為大 (2)型水庫，xx電站水庫具有發(fā)生水庫誘發(fā)地震的地震地質(zhì)條件。本文對水庫蓄水后2007年3月至2008年1月間水庫 區(qū)發(fā)生的一系列地震，就其與庫水位關(guān)系進(jìn)行分析研究，結(jié)合工程區(qū)區(qū)域地質(zhì)背景、水庫地質(zhì)條件以及工程規(guī)模等，類 比國內(nèi)巖溶地區(qū)水庫誘發(fā)地震震例，判斷該系列地震群屬巖溶塌陷型水庫誘發(fā)地震。 [關(guān)鍵詞]：xx電站；水庫誘發(fā)地震；地震監(jiān)測；巖溶塌陷 1工程概況 xx水電站（原窄丫口電站）位于云南省xxxxxx境內(nèi)的xx江干流上，為xx江水電規(guī)劃九個(gè) 梯級電站中的第八級，水電站的開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主。電站樞紐由土質(zhì)心墻堆石壩、左岸岸邊開敞式溢 洪道、左岸引水系統(tǒng)、左岸泄洪(導(dǎo)流)洞、右岸泄洪