原地应力测量在地震地质研究工作中的应用

原地应力测量是研究地壳应力状态的重要手段,在地震地质的研究工作中逐渐受到地球科学家的重视。本文介绍了近年来原地应力测量在地震区构造应力状态的研究、活动断裂带附近构造应力场特征和注水诱发地震的研究方面所取得的成果。     

汶川M_S8.0地震对龙门山断裂带附近地应力环境影响初探——以北川、江油地区为例

为探讨汶川MS8.0地震对龙门山断裂带现今地应力环境的影响,2009年10—12月,在龙门山断裂带的北川、江油地区开展了3个200m深度钻孔水压致裂地应力测量,获得了汶川MS8.0地震发生1年多以后断裂带附近地壳浅表层地应力环境.根据研究区内的原地应力测量结果及汶川MS8.0地震引起的断层错动等资料,运用线弹性有限元数值模拟方法,计算得到了由断层错动位移所产生的附加应力,并推算了ZK02和ZK03位置震前应力分布特征.通过对比分析,揭示了断裂带附近地应力场的变化规律,探讨了汶川MS8.0地震对龙门山断裂带附近地应力环境的影响.     

川西地区地应力测量

地壳上各种构造现象是由于地应力作用的结果,开展地应力场的研究对地震预报、工程建设、矿山开采等具有重要的意义。研究地应力场概括起来有两个途轻:一是由地质的或地震的现象反演地应力场的作用;二是采取直接的或间接的方法进行地应力测量。地应力实地测量可以直接给出地壳中现今应力的大小和方     

我国滇西北地震活动区的活动构造与应力状态

本文根据野外调查和原地应力测量资料,讨论了滇西北地震活动区的活动构造型式和现今应力状态。资料表明,本区是由红河和中甸两条右旋走滑断裂所形成的拉分构造,其应力状态也与外区不同。地震在空间上的分布和在时间上的活动规律受这一构造型式及其应力状态的控制     

陕西汉中盆地水压致裂地应力测量分析研究

汉中盆地位于龙门山断裂带东北段的末端,汶川MS8.0地震发生以后,地震活动存在沿龙门山断裂带向NE向发展的趋势.在汉中盆地西缘进行了两个钻孔的水压致裂地应力测量,来分析震后该区地应力状态,以期为该区的地震危险性研究提供实际资料.这两个钻孔深度均为300m左右,相距33m,取得了较好的地应力测试结果.通过对地应力测试结果的综合分析研究,得到以下认识:①在汉中盆地西缘300m深度地层内,最大水平主应力值为5.69—19.52MPa,最小水平主应力值为3.81—10.90 MPa,垂直主应力值约为1.25—7.03MPa,水平主应力占主导地位,垂直应力为最小应力,该地应力状态有利于逆断层的活动;②汉中盆地西部现今最大水平主应力方向为WNW或近EW向;③汶川地震后,目前汉中盆地及其西部地区仍处于构造应力调整阶段,总体相对稳定.     

冀东地区深孔地应力测量及其意义

为获得矿山深部开采和设计所需要的地应力基础资料,中国地质科学院地质力学研究所于2012—2013年在冀东地区滦县—乐亭大断裂附近开展了3个钻孔水压致裂的应力测量工作,钻孔孔深为500—1 000 m.地应力测量结果初步揭示了研究区地壳浅表层现今地应力的分布规律.实测结果表明:现今研究区域应力场优势方向为NW70°;3个测点的最大剪切应力与平均应力的比值um范围为0.24—0.48,平均值分别为0.30,0.40和0.30,均未达到地壳应力摩擦极限状态(um=0.6)的水平,而唐山大地震后不久研究区浅层获得的um则较大,个别点大于0.6,平均值为0.44,表明唐山大地震后研究区应力积累程度较低,应力释放较为充分;依据断层摩擦准则及拜尔利定律可知,研究区发生较大地震活动的危险性较低.      

中国大陆新生代构造应力场的研究

本文通过断陷盆地的分布特征、震源机制解和地应力测量等方面的资料分析研究,认为新生代以来中国大陆没有统一的构造应力场,或者说现今应力场小于前期应力场;断层活动、地震活动并不意味着应力的不断积累、不断加强,相反是应力的不断释放、不断减弱。     

华北地区地应力测量

本文首先叙述了地应力测量的原理和方法,包括应力计的结构、应力解除技术、室内模拟试验和观测可靠性的检验等。 在华北地区采用应力解除方法进行了地应力绝对值的测量。虽然测量大都是在地表以下30米内的浅部进行的,各测点最大主应力的方向也不完全一致,但从整个大区域来看,华北地区地应力场的主导方向为北西西到近东西方向的压应力。 大震后在震中区测得的应力值比离震中较远处测得的应力值要低。这可能反映了地震过程中的应力释放和震后应力的调整。     

龙门山断裂带东北段现今地应力环境研究

2008年5月12日汶川Ms8.0级地震后,为了解发震断裂附近地应力分布特征,于2009年10月-12月期间,在龙门山断裂带东北段江油、北川地区3个200 m钻孔中开展水压致裂地应力测量工作;本文首先依据研究区域内3个200m钻孔的水压致裂地应力测量结果,分析了汶川8.0级地震发生1年后,龙门山断裂带东北段附近现今地应力状态分布特征;其次,基于龙门山断裂带基础地质、地球物理等研究资料,采用线弹性有限元模拟方法,运用ANSYS有限元模拟软件,模拟得到了地震后研究区内现今地应力状态;再次,综合研究区内地应力测量结果和应力场的三维有限元数值模拟结果,揭示了断裂带附近江油～北川剖面现今应力场的变化规律;文章最后探讨了龙门山断裂带东北段江油和北川地区的地震危险性.     

龙门山断裂带强度分段特征及汶川地震前后地应力场变化

正大地震往往发生在活动断裂带上相对高应力积累或闭锁的段落上。如何有效地识别出断裂带上正在积累应力且孕育大地震的段落,成为大地震中—长期危险地段判定的重要依据。早期研究中的原地应力数据积累非常少,而在震区地震前后非常短的时间内取得的数据就更少,这就给利用原地应力实测数据来研究地震增加了很多困难。李方全等人从邢台、海城、龙陵、唐山等大震区震后地应力测量结果得出,震中区在震后主应力和剪应力值远小于邻近地区,距离     

我国现今地应力状态及有关问题

本文主要利用应力解除法及水压致裂法原地应力测量资料,对我国现今地应力状态及有关问题进行了分析讨论。原地应力测量资料表明,应力值随深度增加而增加;水平主应力有着很强的方向性,最大水平主应力的方向具有一定的分布规律,与地质构造和现代地壳运动有着一定的关系。      

山西地堑系现今构造应力场特征

为研究山西地块内现今应力作用方式,国家地震局地震地质大队先后于1980、1982和1984年在山西地堑系及邻近地区进行了九个点的原地应力测量工作,取得了较满意的数据。     

辽宁及邻区应力场模拟中远场应力的确定

本文在讨论辽宁、渤海及沿岸地区的原地应力测量、地震震源机制解,小震综合断层面解,形变资料反演的应力场资料基础上,对各资料作了综合加权处理,求得本地区的远场水平应力方向,大小及随深度变化,在应力场数值模拟中以此作为力的边界条件。     

大同-阳高6.1级地震前山西地应力异常变化的分析

本文根据山西长治和代县地应力站的观测资料,深入分析了大同一阳高6.1级地震前地应力异常变化特征。地震前地应力的变化不仅有趋势异常,而且还有明显的短期和临震异常显示。其异常变化的总趋势是:下降—持平—回升。根据地应力异常变化,作者曾作了较准确的短期预报。     

非弹性应变恢复法三维地应力测量——汶川地震科学钻孔中的应用

随着地球动力学和深部能源开发利用等研究工作的不断深入,深部应力状态的研究越来越重要,但目前尚没有即经济又简便完善的深部三维地应力测量方法.基于岩芯的非弹性应变恢复法是近年来发展起来的深部三维应力测量方法.汶川5·12地震后,中国大陆首次将该方法应用于科学钻孔的地应力测量.本文详细介绍了这一方法现场测量岩芯非弹性恢复应变的基本流程,并对此法测量的岩芯首次开展了岩石非弹性应变恢复柔量的实验研究,将现场非弹性应变测量与室内非弹性应变恢复柔量实验相结合,确定汶川地震科学钻一号孔(WFSD-1)1173 m处最大主应力方向为NW64°,实测得到岩石的剪切与体积模式非弹性应变恢复柔量的比值为2.9,计算得到最大、中间和最小主应力分别为43,28和25 MPa.结合龙门山地区其他方法的地应力测量结果,表明龙门山断裂带从NE到SW现今最大主应力作用方向表现为由EW→NEE→NWW的变化规律,龙门山断裂带现今地应力作用方向的分段性特征与5·12汶川地震时龙门山断裂带西南段逆冲为主,东北段走滑为主的运动特点相吻合,研究结果对于认识汶川地震的动力学机制具有一定参考价值.     

锦州地震台钻孔应变同震变化观测资料分析

体积式应变仪是测量地应力应变变化的一种地震前兆手段。对其大量的观测资料进行同震变化与阶跃的整理与收集,系统地进行研究、分析、总结同震变化;利用TJ-1C型体应变仪记录曲线的同震变化来探讨地震时应力应变运动与构造断层间的微弱错动。将提高我们运用观测资料的能力,有助于地震预报水平的提高。     

震前构造应力异常的识别

地震是地壳介质受力作用而快速破裂的一种地壳运动形式,当地应力作用于特定结构的地壳介质时才能引起应力的局部集中,促成地震的孕育和发生。苏联格佐夫斯基(1973)等人认为,构造应力场是随时间变化的。固体潮、地震及地壳的现代缓慢运动都是这种变化的间接显示标志。岩体力学应力变化的记录可以提供关于引起现代地壳运动的这些力的直接信息。因此,探索地壳中的应力状态,对于地震科学的研究具有重要意义。近几年来,在地震测报工作中,对于震前出现的可能与地震有关的地应力现象的研究有了较大的发展,并积累了大量的观测资料。从地震预报的观点出发,对于这些资料,首先要     

龙陵地震与地应力异常

本文根据云南省电感地应力和土应力相对测量资料,总结了龙陵大震前地应力中期异常和短临异常的基本特征,以及与地震三要素的对应关系。认为:地应力中期异常有近—早、大、长,异常由震中区向外围区扩展的特征。短临异常有远—早、大、跳,异常由外围区向震中区逐步收缩的特征。结合震前地震活动、多种前兆手段的异常,认为它们有着异常在空间发展上的一致性和随时间变化的同步性。并初步讨论了地应力异常与龙陵大震震源孕震过程的关系,地应力中期异常可能与震源岩石膨胀过程有关,而震源的岩石硬化、断层的予滑过程可能是造成一定范围内地应力出现短临异常的主要原因。     

汶川地震前刘家峡台地应力短临异常分析

地应力观测是目前我国进行地震前兆观测的重要手段之一。利用汶川地震前刘家峡台地应力观测资料,通过分析,获得汶川地震前刘家峡台地应力观测资料的异常特征,解释了汶川地震的震源机制。对现有地震预测方法中存在的一些问题进行了讨论并提出了一些解决办法。     

乌鲁木齐市断层附近地应力特征与断层活动性

为了查明乌鲁木齐西山—碗窑沟断裂带地应力分布特征, 在研究区20 km×20 km的范围内布置12个基岩应力钻孔,采用水压致裂地应力测量技术进行了基岩原地应力测量;共布置了2条观测剖面,第一剖面是沿断层走向布置了7个钻孔,第二剖面在垂直断层走向布置了6个钻孔(与第一剖面共用1个钻孔).根据实测的地应力资料,断层附近最大水平主压应力方向为NE—NEE向,与区域构造应力SN—NNE向主压方向有一些差异,说明受断层活动影响,断层附近的应力状态与区域应力场明显不同.利用地应力实测资料,研究了断层的活动性,在测量深度域内水平和垂直应力的关系为σ_H＞σ_h＞σ_v,该应力状态有利于逆断层活动,与地质资料反映的以逆断层活动为主基本一致.利用库仑摩擦滑动准则,摩擦系数取0.6~1.0分析,断层附近的现今地应力状态达到或超过产生逆断层摩擦滑动的临界值,表明测区现今构造应力有利于逆断层活动.