多层次跟踪预报法在地下流体会商中的应用

本文介绍利用多层次跟踪预报方法之短期预测法在多次福建地下流体资料会商中的应用。水化多层次跟踪预报方法以“水化的多层次跟踪加速前兆图象”为依据进行分析,主要对地震的发震时间进行预测。该图象说明了水化的异常群体随时间的演变趋势与地震活动有关;异常群体的演变与地震之间具有“增长———地震”或“加速———地震”的关系。这种关系,同彭德银等指出的地震总是处于接近或偏离临界状态的演化进程中的理论相适应。     

中国西部强震活动与武都应变变化关系分析

一、引言钻孔应力、应变方法是通过测量钻孔孔径变化测量地壳应力、应变状态的相对变化。武都地震台RZB-1型钻孔式压容应变仪自1992年投入观测以来,至今已多次记录到很好的震例。并根据资料出现的异常变化,较成功地预报了1999年2月宁夏同心M_S4.7地震,4月甘肃文县梨坪M_S4.7地震,9月青海河南M_S5.1地震。但由于我们对地震前兆响应距离的种种误解,至今对武都台出现的强震远兆没有作出很好的解释。因此笔者选取了自1993     

探索首都圈地区深孔地应力测量与实时监测及其在地震地质研究中应用

为提高首都北京的地质安全,在探索首都圈地区深孔地应力测量与实时监测在地震地质研究中应用思路方法的基础上,制定首都圈地区深孔地应力测量与实时监测总体规划,通过不同关键构造部位深孔地应力测量、实时监测以及测量监测结果的对比分析,揭示首都圈地区地壳浅表层现今地应力环境,捕捉中强地震发生的地应力前兆异常。平谷地应力实时监测台站全程记录了2011年3月11日日本9.0级大地震及其前后地应力大小和地下水位相对变化,尤其是大地震发生的前兆应力变化,为地震地质研究积累了宝贵的数据。通过首都圈地区不同关键构造部位地应力测量与实时监测数据的对比分析及2012年和2013年唐山及其周围地区地震发震背景的综合研究,发现唐山—滦县—昌黎一带,尤其是昌黎地区,现今构造活动异常,需要重点关注其未来发展趋势。     

包头西M_S6.4地震形变前兆异常及特征分析

1996年5月3日在包头市西部(109.6°E,40.8°N)发生Ms6.4地震。呼和浩特市及陕西和山西北部强烈有感。这次地震发生在人口为百万以上的城市,给包头市及邻区造成很大的损失,因此认真分析研究这次地震的前兆异常及其特征,对全面认识包头西Ms6.4地震的成因机理有其重要意义。一、包头西Ms6.4地震的主要形变前兆异常内蒙古地区跨断层流动水准测量共有三处测点,均分布在包头市的东部地区(图1)。这三处测点在包头西Ms6.4级地震前均有异常变化。其变化是:     

珠三角地区地震前兆场特征及近期地震危险性分析

应用时空域层次分析新思路及我国地震科技攻关成果对珠江三角洲地区的地震前兆资料进行了数据处理和综合分析,对该区的地震前兆场特征作了较全面系统的研究,并对目前存在的区域前兆异常场进行特征分析。研究认为,区内现有的前兆监测方法在中强地震发生前呈现出与正常动态变化相异的中期或中短期前兆异常反映,并具有相对丛集的总体特征。前兆异常场由东莞虎门重力、广州水化学等构成。最后对珠江三角洲地区近期的地震危险性进行了分析。     

首都圈的精密地温观测和地震前兆异常特征

自80年代末,在首都圈陆续建立了一批精密地温观测点(温度计的分辩率为0.0001℃),开展了地温前兆观测,积累了丰富的实测资料和一些典型震例.本文分析了首都圈地温观测的正常动态及影响因素.通过对典型震例的分析,研究了地温的地震前兆异常特征.地温前兆异常形态为阶变型、上升型和脉冲型;它的异常开始至发震时刻最短为28h,最长达1个月左右,皆属短临异常.它的异常幅度为正常日变幅度的几倍至十几倍,但温度的变化量不大,地震前异常累计值最大仅为0.12℃,可谓震前地温的微动态异常.综上所述,精密地温观测记录到了明显的地震短临前兆异常,它是一种比较有效的短临预报手段.     

乌鸦嘴泉水电导率年变动态与地震关系分析

本文通过确立乌鸦嘴泉水电导率正常年动态变化 ,利用典型震例 ,分析乌鸦嘴泉水电导率年变动态与地震关系 ,讨论了引起水电导率年动态变化畸变的原因 ,并认为地震前兆异常是造成乌鸦嘴泉水电导率变化异常的主要原因     

汶川和芦山地震前后浅部应力对深部应力的响应及地震危险性分析

活动断层上盘浅部的高应力异常通常被认为是强震前兆之一,而低应力一般认为不会发生地震是安全的。然而多个震例表明,低应力状态下的地震危险性具有多解性。为进一步探讨强震前的应力异常特征,本研究利用2008年汶川M_S8.0级地震和2013年芦山M_S7.0级地震前的地应力测量结果和地震活动性参数b值,在考虑深部应力对浅部应力影响强度的基础上,建立了浅部应力对深部应力的响应模式,并对强震发生前不同的应力状态与地震危险性的关系进行了讨论。结果表明：活动断层上盘低b值对应浅部高地应力为潜在地震危险区,而对应低地应力则为地震危险性不确定区,需要借助更多的手段进一步确定;2008年汶川M_S8.0级地震前的低应力状态可能反映了区域应力存在较强的调整。本研究对运用断层浅部应力状态评估断层地震危险性具有一定的启示意义。     

塔院地温对2003年4月24日唐山地震的前兆反应及同震效应

本文分析了塔院地温在唐山宁河地震前的前兆异常特征及同震效应。宁河地震地温前兆异常和北西向张家口-渤海构造带上发生的地震地温前兆带具有重复性、相似性、继承性和延续性。深入研究,对突破地震预报有深远意义。     

地温重复性异常与发震构造关系初探

一、前言深入研究三马坊站的地温前兆异常发现,某些地区的地温前兆异常有明显的重复性。主震发生前先有信号震发生,信号震的地温前兆异常与主震的地温前兆异常相似；信号震和主震受同一构造带控制。从地温前兆异常中区分出信号震的前兆异常及其与活动性构造带间的相互关系,是探寻地震短临预报方法的有效途径之一。     

北京西山地区地应力场特征及地质灾害关系研究

本文研究了北京西山地区现今构造应力场及因煤矿开采引起的岩爆和地面塌限两类地质灾害的特征。发现岩爆及地面塌陷严重的矿均处于高应力值区及拉应力区。认为岩爆和地面塌陷的生成条件和影响因素不尽相同，但它们都是因煤矿开采，围岩体应力平衡状态受到破坏而引起的。     

不同组合形式叠瓦状逆断层地应力分布规律研究

叠瓦状逆断层是地壳中分布的主要断层组合形式之一。为了揭示地质演化过程中不同组合形式下叠瓦状逆断层间地应力分布规律,采用大型物理模拟手段,以龙门山地区的地质构造为背景,研究了两条平行叠瓦状逆断层和在其间与之相交的断层组合形式下地应力分布和变化规律。取得的主要认识如下:（1）对于研究区仅分布两条平行的叠瓦状逆断层,构造挤压方向与它们的走向垂直的情况,靠近构造挤压端的断层会首先发生失稳破坏,较大的局部应力释放会使地壳内部整体应力有所降低,但在下伏断层的深部会出现应力的突然升高;（2）对于研究区不仅分布两条平行的叠瓦状逆断层,而且在两条断裂之间存在一条与它们垂直的逆断层,构造挤压方向与叠瓦状逆断层垂直,叠瓦状逆断层附近浅层地应力变化较早,地壳易沿叠瓦状逆断层首先失稳活动,进而带动所夹逆断层的地应力发生调整;（3）对于研究区不仅分布两条平行的叠瓦状逆断层,在其间夹着走向与它们垂直的逆断层,构造挤压方向与叠瓦状逆断层斜交情况,地壳易沿所夹断层首先失稳活动,进而触发叠瓦状逆断层地应力变化;（4）仅存在叠瓦状逆断层,地应力分布较为均匀;叠瓦状逆断层间夹逆断层的情况下,在断层端部和几条断层交汇部位出现了应力集中现象。该问题的研究对区域稳定性评价和地震预测具有一定的指导意义。     

考虑卸荷作用的裂隙岩体渗流应力耦合研究

大量试验证明,裂隙岩体在加载和卸荷的条件下其渗流与应力特性是不完全相同的。近年来,加载条件下的裂隙岩体渗流应力耦合研究得到了长足的发展,但卸荷作用下的水岩耦合分析还处于初始阶段。基于现有裂隙变形曲线的研究结果,建立了渗透系数与卸荷应力、应变间的本构关系,在此基础上,根据算例分析了各种工况下的渗流和应力特征,其计算结果表明,考虑卸荷后应力场的改变增加了临近坡面的岩体渗透系数,降低了地下水浸润线,增加了边坡的稳定性;考虑渗流后,边坡的位移场和应力场有较大改变,但考虑耦合后位移和应力分布和大小与不耦合时的相差不大;边坡开挖后应力场改变对渗流的影响远大于渗流对位移、应力等的影响。     

地应力主要测试和估算方法回顾与展望

随着人类对深部矿产资源和能源材料的需求量持续增长,深部开采问题必将成为工程界所面临的重大问题,而地应力参数的准确确定是有效解决该重大问题的基础工作之一。文章总结了目前在能源和资源开采中使用较为广泛的26种地应力测试方法,并对这些方法的基本力学原理、发展史作了简要介绍。这26种方法按照数据源途径可以分为5大类,分别为基于岩芯的方法、基于钻孔的方法、地质学方法、地球物理学方法以及基于地下空间的方法。这些方法依据满足工作需要的角度又可以分为主动法和现象分析法,对于社会基础设施建设、深部能源和资源开发,主动法的适用范围更广。不同的方法所反应的应力信息是不同的,相对而言建立在大体量岩体上的方法对于分析区域应力场更为可靠。最后文章对未来的应力测量与估算的发展远景进行了展望。     

Numerical Investigation of the Dynamic Mechanical State of a Coal Pillar During Longwall Mining Panel Extraction

This study presents a numerical investigation on the dynamic mechanical state of a coal pillar and the assessment of the coal bump risk during extraction using the longwall mining method. The present research indicates that there is an intact core, even when the peak pillar strength has been exceeded under uniaxial compression. This central portion of the coal pillar plays a significant role in its loading capacity. In this study, the intact core of the coal pillar is defined as an elastic core. Based on the geological conditions of a typical longwall panel from the Tangshan coal mine in the City of Tangshan, China, a numerical fast Lagrangian analysis of continua in three dimensions (FLAC^3D) model was created to understand the relationship between the volume of the elastic core in a coal pillar and the vertical stress, which is considered to be an important precursor to the development of a coal bump. The numerical results suggest that, the wider the coal pillar, the greater the volume of the elastic core. Therefore, a coal pillar with large width may form a large elastic core as the panel is mined, and the vertical stress is expected to be greater in magnitude. Because of the high stresses and the associated stored elastic energy, the risk of coal bumps in a coal pillar with large width is greater than for a coal pillar with small width. The results of the model also predict that the peak abutment stress occurs near the intersection between the mining face and the roadways at a distance of 7.5 m from the mining face. It is revealed that the bump-prone zones around the longwall panel are within 7–10 m ahead of the mining face and near the edge of the roadway during panel extraction.     

结构性黄土的剪切带及强度特性的真三轴试验研究

采用西安理工大学自主研发的真三轴仪,对西安白鹿原黄土进行了不同中主应力比值、不同固结围压的试验研究,探讨了黄土剪切带形成与峰值强度、中主应变与大主应变关系曲线、体应变与大主应变关系曲线特征点之间的联系以及子午平面、 平面上的强度变化规律。分析了真三轴应力条件下黄土强度变形规律和试样剪切带破坏模式和黄土在复杂应力状态下剪切带形成的判断依据和原因,研究表明,真三轴压缩原状黄土具有明显的剪切带,围压和中主应力比值较小时表现为软化,围压和中主应力比值较大时则表现为硬化;中主应变、体应变与大主应变关系曲线较为一致的转折点反映了土变形性状发生变化;与中主应变方向一致的剪切带两侧土结构块体产生相对滑移,剪切带开始形成和发展;土应变曲线的转折点可以作为土固结结构内剪切带形成的判断依据;子午平面上强度线呈线性变化规律, 平面上呈曲边三角形非线性变化规律,并且与 -SMP强度准则较为接近。不同应力条件下剪切带变化复杂的破坏模式与黄土原生的结构特征和加载共同作用的变化有密切联系。     

力 -电 -热多参量监测深井动力灾害的试验分析

采掘活动引起工作面前方煤体应力场重新分布、煤体破裂、瓦斯运移等活动,煤体内部内能,势能等能量不断发生转换,并向外辐射电荷、电磁等能量,致使煤体应力,煤体温度发生变化。使用煤体应力、煤体电荷和煤体温度多参量监测技术,对工作面前方煤体压力、煤体电荷和煤体温度进行持续监测,可判断煤体应力变化、瓦斯运移及煤体破裂状况等,从而确定煤层动力灾害危险程度。通过现场试验研究表明：含瓦斯煤层煤体应力突变时,煤体辐射电荷量增加、煤体温度降低,应力平稳变化阶段,煤体温度、煤体电荷信号基本稳定不变。因此,可利用对煤体应力、煤体温度和煤体电荷的监测结果,判断煤层动力灾害危险性,并且煤体应力、煤体温度、煤体电荷监测技术可相互补充验证,增加动力灾害预测可靠度。力-电-热多参量预测技术可提高煤矿动力灾害预测准确性,为煤矿安全生产提供可靠保障。     

Dynamic features and effects of rainfall on landslides in the Three Gorges Reservoir region, China: using the Xintan landslide and the large Huangya landslide as the examples

The study area is located in Three Gorges Reservoir region, China. Over 200 landslides have been monitored over a number of years with their behavior being compared to the effective rainfall database for the study area. Analysis of the available data indicates that the occurrences of landslides in this region are controlled by rainfall, whose intensity and rainfall processes are the most important dynamic factors in determining the stability of slopes. Therefore, the relationship between rainfall and the movement of typical landslides has been specifically analyzed for the Xintan landslides and the large Huangya landslide by using the loading/unloading response ratio parameter of rainfall. The result of this study indicates that the mutation of the loading/unloading response ratio of rainfall of the Xintan landslide and the large Huangya landslide in the Three Gorges Reservoir region, China occurred just before their destabilization, which shows that the loading/unloading response ratio of rainfall and its changing feature can be taken as a precursor for the landslides induced by rainfall.     

中阶煤有效弹性力学性质研究

煤的力学性质是制定钻完井与煤层气开发方案和工程措施的重要依据,也是影响煤层气储层改造效果的重要因素。煤内部含有大量的内生裂隙、构造裂隙和微孔隙,在不同应力条件下其力学参数具有显著差异。目前关于煤在不同应力条件下的有效力学参数变化规律及其内在原因的研究成果还较为欠缺,通过三轴压缩试验,可对不同应力状态下中阶煤有效弹性力学性质进行研究。研究表明,不同应力作用下煤的变形受孔隙、裂隙影响显著;在弹性变形阶段,随着围压的增加,中阶煤的有效弹性模量及有效泊松比有增加趋势,煤的有效弹性模量及有效泊松比与围压间呈非线性关系,且当围压增大到一定程度后有效弹性模量及有效泊松比趋于恒定。对应力状态影响煤有效弹性力学性质进行分析,给出了基于三轴压缩试验的含张裂缝中阶煤有效弹性模量及有效泊松比经验公式,同时对公式的适用性进行了分析。     

现代地壳应力场研究

本文简要介绍研究现代地壳应力场的途径,包括测震学、地应力测量、构造地质学、岩石有限应变测量和平衡剖面等方法。在内容方面强调历史分析。模拟实验的目的在于确定应力数据之间的内在联系和区域分布,以达到绘制一系列的应力图件。最后提出检验模拟实验结果的准确性和可靠性的三条判据。