基于数值模拟与含水层垂向应力反演的静乐井水位异常分析

利用数值模拟与含水层垂向应力反演的方法,对降雨与河流荷载作用下静乐井区应力进行定量计算,并从区域应力场与同一构造区其他前兆测项变化特征对2种方法计算结果进行分析。数值模拟结果显示,降雨与河流荷载的共同作用使静乐井所在区域产生的最大垂向位移约为0.7mm,最大垂向应力约为30hPa;同时段静乐井-含水层垂向应力反演结果显示静乐井-含水层最大垂向应力约为79hPa;数值模拟与静乐井-含水层垂向应力反演结果均表明,静乐井水位高值异常与同时段降雨量增多、河流荷载效应增强关系密切,但2种结果存在一定差异。通过可反映井区应力场变化特征的山西地震带3级地震缺震和b值、穿过静乐井的GPS基线、地震矩释放、同一构造单元同时段其他前兆测项与静乐井水位高值异常对比等分析结果可知,2017年静乐井水位高值异常期间井区应力场存在显著异常,推测静乐井水位高值异常除受降雨与河流荷载作用的影响外,也可能受构造活动增强的影响。     

天津王3井水位异常机理

本文针对2016年6—9月天津王3井出现的井水位高值异常现象进行了异常机理分析。首先,利用频谱分析法提取了水位年动态并与区域降水量进行相关分析,排除降水的影响;其次,采用三阶多项式拟合计算了水位多年动态,定量地识别出王3井的水位年变异常,并取王3井及周边水源进行了水化学分析,结果显示,王3井所处局部区域的地下水主要成因为大气降水,存在一定的水岩作用,与周边水源之间无明显水力联系;最后,结合首都圈地震台站的波速比推测天津王3井所处的局部构造区域内可能存在一次短期应力积累过程。2016年9月10日发生的唐山M_S4.2地震缓解了此次局部应力积累,使得王3井内水位逐渐恢复正常年变特征。      

井水位固体潮加卸载响应比的地震短临前兆

从岩石的应变与应力的非线性响应分析了井水位固体潮加卸载响应比的物理机理，分析了承压井含水层对固体潮体应变的响应，给出了计算井水位固体潮加卸载响应比的两种方法，并以距菏泽5.9级地震震中较近的豫01井为例，计算了该井水位对固体潮体应变的响应率和两种固体潮加卸载响应比．震前响应率和响应比都有增大的变化．      

黄骅井水位阶变与郯庐带地震活动关系

根据水位阶变幅度与含水层应力变化关系,通过潮汐应力计算了黄骅井水位正常变化幅度,确定黄骅井水位阶变标准;根据此标准统计黄骅井水位阶变日频次、月频次、阶变幅度,总结其特征,并结合郯庐带地震活动情况进行分析,发现黄骅井水位阶变与郯庐带地震活动有一定的对应关系:水位阶变频次较高、阶变幅度较大时段,郯庐带地震活动较活跃,但单次阶变与单个地震的对应率较低。研究结果为东部地区地震的中短期预报提供了一定的依据。     

鲁32井地下流体观测数据动态变化分析

鲁32井水位原始曲线难以判定地震前该井含水层系统的应力状态是否发生变化,采用类似Nakai拟合模型,计算水位观测数据体应变固体潮响应振幅因子比,结果表明,胶东半岛及海域发生的ML≥3.9地震前均出现高值异常。与地震活动参数对比分析,发现鲁32井200 km范围内ML≥3.9地震前,水温观测数据动态变化幅度及频度明显较高。     

由地下水位变化反演大同—阳高6.1级地震前后应力场的动态图像

分析研究了承压含水层应力应变与井水位变化之间的定量关系,得出了井水位变化与含水层应力应变之间的定量关系公式,给出了利用承压井水位变化反演含水层应力变化的两种新方法。利用大同地震前后井水位变化资料,反演了该地震前后大区域应力场的动态调整变化,并形成了时间与空间的演化图像。利用这些图像分析了大同地震前后大区域应力场的动态调整变化特征与可能的机制。     

天津塘沽、天船井水位异常机理的初步探讨

天津地区天船、塘沽两口浅层承压井自2013年以来陆续出现突升、突降异常变化。虽经水质检测结果认为井水可能受到工业污染,异常信度较低,但通过多方面的环境调查,至今未查到污染源和抽水等环境干扰。依据天船、塘沽两口井现有数据连续性和稳定性好、异常映震率高等特点,并结合距塘沽井28km的同层位潘庄井数据(参考对比),利用1水平层状含水层一维模型的含水层应力与井水位变化关系式、2邻近测震台站近场地震序列Sg震相剪切波分裂、3区域主要断裂库伦应力估算等三个方面所反映的不同深度应力变化结果,初步分析认为塘沽井和天船井所在局部区域存在由深部至浅部的应力扰动情况,并且所反映的应力变化在时间和空间上具有较好的同步性。     

山东莒县井远大震异常的初步研究

本文通过对山东莒县井水位、水温资料的分析,认为莒县井水位、水温的异常典型模式为突降,异常多为远场大震的临震异常;远场大震的发生,是对莒县井孔区域应力的卸载。目前该区域的应力状态为拉张,对莒县井孔附近区域近期震情起到缓解作用。     

由地下水位变化反演大同—阳离6.1级地震前后应力场的动态图像

分析研究了承压含水层应力应变与井水位变化之间的定量关系,得出了井水位变化与含水层应力应变之间的定量关系公式,给出了利用承压井水位变化反演含水层应力变化的两种新方法。利用大同地震前后井水位变化资料,反演了该地震前后大区域应力场的动态调整变化,并形成了时间与空间的演化图像。利用这些图像分析了大同地震前后大区域应力场的动态调整变化特征与可能的机制。     

山东济阳坳陷岩层空隙比与应力传递速度的相关性研究

统计了不同深度测层的群井降水附加应力从开始传递到水位响应的间隔时段，在此基础上建立了应力在地层中传递深度－时间相关模式，进行了有关参数反演，并结合相关地质、气象等资料，提出了岩层空隙比－应力传递速度的相关模型。该模型说明了应力传递速度与岩层结构、构造的内在联系，为不同类型应力在不同空隙比岩层中的单层传播速度、组合层段传播所需时间计算提供了简单、有效的方法，也为识别降水引起的附加应力对深井水位动态的干扰提供了依据     

ON THE INFLUENCE OF TURBULENCE ON THE INITIATION OF SEDIMENT MOTION

1 PROBLEM DEFINITION Owing to the practical importance of the initiation of motion many researchers began to tackle this problem even at the beginning of the last century (e.g. Kramer (1932, 1935), Casey (1935)). Shields (1936, Fig. 1) developed a non-dimensional representation based on the measured data of Casey, Kramer, USWES and Gilbert, together with his own data based on investigations with succinite sand, lignite, granite chips and heavy spar. Despite the different material p…     

张应力在地震过程中的作用

本文根据断裂力学的基本结论,地质学对断裂形成过程的认识以及一部分地震事实,讨论了张应力在地震断裂形成过程中的作用。本文认为:张应力在地震过程中起着十分积极的作用。这是对目前一般认为地震是由剪切破坏形成的观点的必要补充。     

区域应力作用引起的北天山地区地下流体异常特征分析

大量观测事实表明 ,赋存于地壳深部的流体 (水、气、油 )作为弹性介质 ,对深层地壳应力的分布、变化、转移过程及地震孕育、发生等有着较为灵敏的反映。地震的形成与区域构造应力活动强度密切相关 ,这种大范围的区域应力作用会形成多个应力集中点 ,在众多应力集中点上可产生地下流体前兆异常变化。在对新疆地下流体数十年的监测中 ,发现强震前出现大量与地震有关的由区域构造应力活动引起的前兆异常 ,异常范围广且种类繁多 ,它们在成因、特征上与震源应力活动的前兆异常明显不同 ;这种地下水位地震前兆异常场 ,不能完全孤立地与单个地震事件相对应 ,应充分考虑到它与一组或系列地震有关 ,而这些地震往往与块体挤压、断裂活动等区域性的应力活动有关。因此 ,正确区分并掌握其不同的特性 ,对地震预报具有一定的意义     

兰州-天水地区现今区域构造应力场光弹模拟实验研究

兰州—天水地区现今区域构造应力场光弹模拟实验的范围是:北纬34°—38°、东经102°—108°之间。我们采用平面模型单轴压缩进行实验。结果表明最大剪应力集中区很有规律地分布在北北东和北西西共轭剪切断裂的端点、弧形拐弯及断裂交汇等部位。与本区强震发生的部位相吻合。同时实验得出的主压应力方向与本区震源机制解很接近。此外通过对同一构造模型施加不同方向载荷及打孔等一系列实验证明:能量的积累,调整和迁移与作用力的方式密切相关,並严格地受着区域应力场的控制。     

南北地震带北段构造应力场与震中迁移关系的模拟实验

本文应用变形模拟、普通光弹和激光全息光弹性模拟方法,采用多种力源对南北地震带北段现代构造应力场分布特征进行了探讨。研究了该区各地段应力场的主压应力、主张应力展布方向,同时还绘制了主压应力、主张应力和最大剪应力等值线图,从而了解了该区各段在统一应力场作用下应力值的相对大小。文中还结合莫尔强度理论,分析了该区地震活动性,对该区现代构造应力场分布特征与震中迁移的关系进行了探讨。     

ANALYSIS OF THE CONFIDENCE INTERVAL OF THE COMPOSITE FAULT PLANE SOLUTION OBTAINED FROM THE GRID SEARCH METHOD: AN EXAMPLE OF SOUTHERN JIANGXI PROVINCE

In order to quantitatively analyze the reliability of the composite fault plane solution of small earthquakes, the Bootstrap sampling technique is introduced into the grid search method, and the ideas and methods for calculating the confidence interval from the grid search method are proposed initially. There are two sample sets that can represent the characteristics of the composite fault plane solution. One sample set is the optional solutions obtained by the grid search method and the other is obtained by the Bootstrap sampling technique. Then, we calculate the confidence intervals of the two sample sets (P, B and T axis). The research results of tectonic stress field in southern Jiangxi Province are relatively few. In view of such situation, we use the focal mechanism solutions of small earthquakes to calculate and analyze the composite fault plane solution and the confidence interval. This study shows that the confidence interval of the principal stress axis can be obtained well by both of the sample methods. The reliability of the results and the confidence range of the principal stress axis can be better represented by the confidence intervals. The middle principal stress in southern Jiangxi Province is nearly vertical, and the maximum and minimum principal stresses are nearly horizontal. The direction of maximum principal stress is NWW-SEE and that of the minimum principal stress is NNE-SSW. And, the area is in a strike-slip stress regime. The results are consistent with previous studies, and the stress directions obtained by previous researchers are within the confidence interval calculated by this paper.     

根据钻孔崩落资料确定剑川地区应力场方向

本文论述了钻孔崩落的力学机制、产生环境及其与现今构造应力场的关系,介绍了超声波井下电视的测井原理、操作技术和钻孔崩落测井资料分析方法。根据一口800米深钻孔的超声波井下电视测井获得的崩落资料,确定剑川地震活动区最大水平主应力方向为N20°E。这与近两年来在该区采用水压致裂法测定的最大水平主压应力方向N15°E是十分一致的     

三峡井网的布设与观测井建设

介绍了我国第 1个以监测水库诱发地震的地下水前兆为目标的三峡井网布设与观测井建设的科学思路及其实施结果。由于水库蓄水引发一定震级的诱发地震时 ,会引起含水层应力应变状态及与其相关的孔隙压力变化 ,并导致观测井水位的异常变化 ,为此利用震级 (MS)、孕震断层长度(L)与应力应变场变化范围 (R)的关系确定了井数与井间距 ;井位的选择 ,主要依据了地下水动态为映震灵敏条件的科学认识 ,选择了断裂带及其应力易集中的端点、拐点与交点等特殊构造部位 ;井深与井孔结构的确定 ,遵循了在有限投资的前提下 ,尽可能揭露封闭性好的承压含水层 (带 )和尽可能减少地表水文气象因素干扰的原则。按照上述思想与原理 ,在坝区和库首区各布设了 4口井 ,井深为10 0～ 2 0 0m ,均揭露出封闭性较好的承压含水层 (带 )。初步观测结果表明 ,三峡井网的布设与观测井的建设较为成功 ,为诱发地震前兆监测奠定了良好的基础     

芦龙地震前后邻近地区油井油水气动态异常分析

本文分析了华北地区部分油井油、水、气动态资料。歧口647井、塘11井、塘12井、旺11井震前2—5个月分别开始出现异常变化,最大异常幅度约为正常背景值的1—3倍。塘18井震前半个月出现突升突降变化,幅度竟达震前值的15倍。可以认为这种变化是芦龙5.3级地震前的短临震兆信息。文章还就油、水、气动态变化形成机理作了解释,提出自喷井测试构造应力活动的最佳观测方法是闭井测压。     

永清浅牛6井动水位异常与远震关系分析

通过分析浅牛６井４次突跳异常特征及与日本海５次地震的关系,认为这４次突跳异常分别属于日本海５次地震前的“场兆”异常。这４次异常为板块边缘的构造活动引起井孔所处区域构造应力场发生变化,从而引起含水层下部的含油气层中气体上涌所致。