2017年8月9日精河MS6.6地震序列震源机制解及震源处应力场特征

基于新疆测震台网的宽频带观测记录,利用CAP方法反演2017年8月9日精河M_S6.6地震及早期14次M_S≥3.0余震的震源机制解,应用MSATSI软件反演震源处应力场。结果表明,此次地震为逆断型,结合震源机制解和附近地质构造背景,推断此次地震的发震构造为库松木契克山前断裂的东段,节面Ⅰ走向89°,倾角43°,滑动角91°为发震断层面。14次余震中有11次为逆断型地震,1次为正断型地震,2次为走滑型地震。P轴在近NS向有明显的优势分布且倾角较小,T轴倾角较陡,表明震源处主要以近NS方向的水平挤压作用为主。反演得到的震源深度分布在12~21 km,深度优势分布为15~20 km,略小于主震的震源深度21 km。应力场的反演结果与震源机制参数统计结果一致,均显示震源处主要受近NS向水平应力场控制。     

地震位错模拟在有限元软件MSC.Marc中的实现

介绍了在通用有限元软件MSC.Marc中实现"分裂节点法"地震位错模拟,并使用此方法验算走滑断层震例引起的同震位移场。结果表明,该方法精确、简单、有效,也可以很方便地移植到其他具有二次开发接口的有限元软件中。     

利用地应力资料分析首都圈区域潜在断层失稳可能性

正首都圈是人口稠密,政治、经济、文化高度发达的地区,该区位于张家口—渤海构造带和华北平原NE-NNE向构造带交汇部位,也是我国东部新构造活动最强烈的地区。鉴于首都圈地区特殊的地质构造位置和新构造活动背景,加强该区现代构造应力场与断层滑动失稳可能性研究,具有时代紧迫性和现实必要性。首先依据首都圈地区的历史地震目录,分析该区地震的时空分布特征;其次利用首都圈地区的原地应力测量资料,研究该区域地壳浅层应力积累水平。     

基于同震位移的隧道抗震设计及其工程应用

首次在隧道抗震设计中考虑地震同震位移场,通过搜集历史地震破裂信息估计工程区地震位错,采用"分裂节点法"获得隧道周边的同震位移场,并联合拟静力隧道抗震设计方法,成功应用于某公路隧道。研究表明:基于同震位移的隧道抗震设计方法能够为我们估算未来可能的地震灾害提供有力的定量分析工具;当地层自振周期和基岩反应谱未知,可以利用同震位移场估算远场剪应变开展隧道拟静力抗震设计;例如对于云南某隧道,如果龙陵—澜沧断裂带发生地震,隧道南北两端强制位移约为6 cm。如果龙陵—瑞丽断裂发生地震,由于强制位移导致隧道南北部分出现反向运动,将会对隧道中部产生剪切作用,且隧道出现明显的横向和垂向差异运动。     

水压致裂应力测量系统柔性分析及其对深孔测量的影响

在中国大陆范围内广泛使用的钻杆式水压致裂测试系统由6个部分组成,分别为压力流体控制系统、高压水泵、动力系统、数据记录系统、跨接式封隔器和钻杆系统。该套测试系统又可以分为两类,一种是针对孔深<100 m的浅孔测试系统,一种是针对孔深>100 m的深孔测试系统。对于钻杆式水压致裂系统,钻杆、连接管线以及钻孔变形对系统柔性影响均极微小,封隔器变形和压裂液压缩性是主要影响因素。当测试深度小于100 m时,测试系统柔性主要受封隔器变形和系统压裂液压缩性控制;而当测试深度大于100 m时,测试系统柔性主要受系统压裂液压缩性控制。对于深孔测试,钻杆式水压致裂测试系统柔性过大,会影响重张压力Pr0的准确确定。为了消除系统柔性对深孔测试的影响,可以通过其他方法来确定实验段岩体抗拉强度Tfh,进而确定最大水平主应力SH,或者通过其他方法来直接估算SH。在未来的研究工作中,开发井下传感器和井下流量计将是从根本上消除测试系统柔性影响的一条可靠途径。     

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。     

青海共和盆地地应力状态与断层稳定性分析

青海共和盆地地质构造条件复杂,断层十分发育,区域内既有地热、太阳能、矿产等资源丰富,存在龙羊峡水库诱发地震环境背景。因此,分析青海共和盆地地应力特征与地质结构易滑性对于青海东部地区防震减灾具有重要意义。对盆地及附近区域内19个钻孔、65条水压致裂数据和44条应力解除实测数据进行统计分析,并基于断层摩擦强度理论、Byerlee-Anderson理论等断层力学相关理论讨论了研究区域断层易滑性与地震危险性。研究结果表明:研究区域内应力状态在深度350 m左右由逆冲型转换为走滑型,与区域内分布北北西右旋高角度逆断层相吻合;区域内最大水平主应力优势方位为N45°～E60°;地应力场初步结果反演表明研究区域应力场以逆冲型为主,局部地区兼走滑特征,与震源机制解反演结果一致;区域内断层平均摩擦系数为0.41,断层处于稳定状态,即断层易滑性较低,侧压力系数与应力积累指标插值分析结果同样表明断层整体易滑性较低,局部浅部断层带应力积累水平较高,综合分析推测断层易沿NW-SE向滑动。     

地下水封油库工程中三维地应力测量及其应用

地下水封油库是一种复杂的地下工程, 在施工期间开展岩体原位应力三维测量, 对设计的开挖和支护方案进行检验和复核, 有利于设计优化和指导施工。采用水压致裂测量方法, 在油库内南北水平、东西水平和垂直3个方向钻探成孔进行地应力测量, 综合3个方向的地应力测量结果, 计算确定三维地应力大小和方向。计算结果验证了设计所使用的勘察阶段地应力测量结果的可靠性, 检验和复核了设计施工方案的合理性, 并进一步评价了地下水封油库围岩稳定性。      

结构面分布特征对隧道围岩变形影响的数值模拟分析

结构面对隧道围岩变形及稳定性起着决定性作用。运用三维离散元方法（3DEC）研究结构面分布特征,重点是结构面线密度1/λ、强度和倾角对隧道围岩变形的影响,总结了结构面分布与围岩变形特征的关系。结果表明,在结构面强度较低的情况下,结构面线密度对隧道变形的影响较大,其影响可分为两种情况：①λ≤0.2时,围岩的弯曲变形大于沿结构面的剪切变形,属于应力型大变形;②0.2〈λ≤0.4时,沿结构面的剪切变形大于围岩的弯曲变形,属于结构型大变形。结构面倾角主要影响围岩大变形发生的位置。将数值模拟结果与国内工程实例实测变形资料相对比,发现一致性较好。本研究结果对隧道支护结构的设计以及施工设计具有借鉴意义与指导作用。