逆冲断层应力场的数值模拟

采用二维显式有限差分法与三维隐式有限单元法,分别计算了模型剖面上断层逆冲运动和三维断层逆冲运动伴随的断层邻域应力场。结果表明：（１）逆冲断层上盘下端部发育张应力场,下盘下端部发育压应力场;（２）对复杂的三维构造,在一定限定条件下,可以转化成二维问题进行计算;（３）显式差分法与隐式有限单元,都能较好地用接触模型模拟活动断层的应力场特征     

逆冲断层破裂规律的相似模拟试验与数值模拟

为了深入揭示逆冲断层在沉积层中的破裂规律,采用相似材料模拟试验和数值模拟相结合的方法,利用投影条纹法测量模型表面位移,利用ANSYS软件模拟了不同的基岩断层倾角θ和沉积层厚度δ条件下逆冲断层在沉积层中的破裂演化过程。相似试验和数值模拟结果表明:(1)基岩中逆断层的活动沿着逆断层倾角θ向沉积层内扩展,且基岩上盘破坏较下盘剧烈,断层间以挤压作用为主,θ和δ是影响逆断层破裂扩展的重要因素;(2)θ在一定范围内,且在相同沉积层厚度δ和外载条件下,θ增加使逆断层逐渐发育至沉积层表面,并在表面形成:宽度逐渐减小的变形带,宽度逐渐增大的等效应力带,表现为离面位移逐渐增大,沉积层的变形破坏更剧烈;(3)δ在一定范围内,且在相同θ和外载条件下,δ增加使沉积层的变形位移在垂向上降低并转为横向传递,且横向影响范围逐渐增大,逆冲断层破裂存在三种扩展形式。数值模拟结果与相似试验结果具有较好的一致性,研究结果为确定逆冲断层发震产生的变形和破坏提供了基本依据。     

逆断层错动对隧道工程影响的数值模拟

由于断层错动导致的围岩永久变形会对隧道结构产生危害,为研究隧道在逆断层错动下的变形与受力特征,本文以成兰铁路穿越北川—映秀断裂的跃龙门隧道工程为研究对象,利用Abaqus软件建立穿越逆断层隧道结构的数值模型,选择参数和设定边界条件,模拟分析在逆断层错动作用下隧道衬砌结构的受力与变形情况.结果表明:逆断层错动引起隧道衬砌...     

大灰厂跨断层短水准的研究

北京市跨八宝山断裂的短水准观测台有两处:一是国家地震局分折预报中心的固定观测台(原属北京市地震队),二是自家地震局地震地质大队的流动观测台。两台在1975年出现的短水准突出变化均被认为是唐山大震的前兆。1980年大灰厂两个形变台又出现类似唐山大震前的异常(图1、图2)。甚至固定台的     

鲜水河断裂带跨断层变形分析和数值模拟

鲜水河断裂带积累了20多年的跨断层变形资料, 如何解释这种变形是一个重要的问题。 该文采用了弹性上地壳覆盖在粘弹性Maxwell体之上的模型。 炉霍1973年M_S7.6地震按该粘弹性模型计算的震后形变曲线能够在很大程度上解释实测观测结果, 显示与一些断层(如圣安德烈斯断层某些段落)存在缓慢蠕滑而无大地震发生不同, 鲜水河断裂带观测到的跨断层变形, 有相当一部分可以用大地震后的粘弹性变形来解释。 当然, 计算得到的震后粘弹性形变幅度同跨断层短基线和短水准的实测形变幅度比较还存在一些差异, 不能完全解释, 表明了大陆断层活动的复杂性, 并值得进一步深入研究。     

山东地区长水准与跨断层短水准资料变化特征分析

本文利用山东地区跨同一断层长水准与短水准的观测资料,结合历史主要震例,根据其变化特证,进行断层垂直形变特征与异常分析。结果显示,山东内陆长水准和跨断层短水准资料所反映的断层活动基本一致。     

汶川MS8.0地震逆冲滑动沿断层深度的分布特征及其数值模拟解释

汶川MS8.0地震逆冲滑动量沿断层深度的分布有明显的特点,可以分解成三个破裂的滑动量叠加：深度18 km附近的底部破裂滑动、深度11 km附近的中部破裂滑动和两个局部破裂以外的主体滑动。扣除局部破裂滑动量后,沿断层走向从映秀到南坝近200 km范围内,逆冲滑动量沿断层深度的分布形态是一致的。基于滑动反演几何模型的有限元模拟显示,汶川地震逆冲滑动分布的整体性特征可能源自于断层浅部构造及巴彦喀拉块体SE向挤压强度沿断层走向上的一致性。     

红柳峡跨断层水准规律性变化分析

红柳峡跨断层水准多次出现由张性背景转为大幅压缩的规律性变化,基于青藏高原地区5级以上地震高频时空分布特征,与祁连山断裂带异常跨断层场地同步性进行对比,结果显示:①红柳峡跨断层水准与祁连山断裂带上其他跨断层异常场地变化时间一致性较好;②在红柳峡水准出现压性变化的1年内,青藏高原5级以上地震高频活动多发,且红柳峡水准出现压缩变化时段内,在青藏高原内部多形成NE向5级以上地震条带,表明应力多沿NE向集中。研究结果表明,印度洋板块在北向推挤增强过程中,引发青藏高原内部及周边块体一系列地震,而作为祁连山断裂带西端特殊的跨断层场地,红柳峡跨断层存在块体调整过程中出现较为规律异常变化的可能。     

有限差分数值模拟在跨断层资料中的应用

针对临汾中心地震台峪里跨断层Y5-Y4测段高差2018年6月至2020年9月出现的累计8.62 m m的张性变化,以及广胜寺测线2017年8月至2018年4月(G1-G2)高差曲线加速张性变化,建立FLAC 3D有限差分模型,定量分析峪里建筑物对Y5点点位影响的数值解,及广胜寺场地内施工与G1点点位的变化,计算两种荷载...     

新汤家坪跨断层短水准异常

新汤家坪跨断层短水准场地2015年7月17日观测曲线出现幅度为3.89 mm的下降变化。本文针对仪器工作状态、观测场地标志稳定性、人为影响、气象因素、异常变化特点及机理等因素,排除滑坡、开挖等影响,判断该水准AD测线压性异常属实,且非干扰所致,并据此提出后续处理意见。     

中条山北麓断裂跨断层水准数据异常特征分析

中条山北麓断裂是运城盆地的主控断裂。作为第四纪以来的活动断裂,其活动情况与运城盆地及周边的地震活动间存在一定的关系。采用异常参数R值法和年滑动速率比法对布设在此断裂的流动水准场地观测数据进行分析,发现2种数据分析方法结合起来能更准确地发现观测数据的异常变化,研究结果可为运城盆地及周边地区的地震预测研究提供参考。     

中条山北麓断裂跨断层水准数据异常特征分析

中条山北麓断裂是运城盆地的主控断裂。作为第四纪以来的活动断裂,其活动情况与运城盆地及周边的地震活动间存在一定的关系。采用异常参数R值法和年滑动速率比法对布设在此断裂的流动水准场地观测数据进行分析,发现2种数据分析方法结合起来能更准确地发现观测数据的异常变化,研究结果可为运城盆地及周边地区的地震预测研究提供参考。     

谢坊场地流动跨断层短水准异常分析

采用ANSYS有限元法,研究载荷变化对谢坊场地流动跨断层短水准4—3测段垂直位移的影响。数值模拟结果表明,该测段高差变化由水准点XF4J附近施工所挖土坑引起,并非地震前兆异常,为该形变场异常核实提供了依据。     

冕宁跨断层短水准异常核实及分析

冕宁跨断层短水准场地2016年7月15日观测曲线出现幅度为5. 63 mm的下降变化,异常持续发展至2017年1月已累计下降16. 80 mm。针对此巨幅异常,本文中从仪器工作状态、周边环境、观测场地标志稳定性、人为影响、气象因素等方面分析异常可靠性。结果表明,异常属实、异常变化并非1号点单点变化,属于1-1C测段区域变形,西康温泉的出水时间与异常开始时间有关联。综合上述分析认为,观测资料真实可靠,异常属实,可能与西康温泉取水有一定关系,但尚不能排除构造成因。     

宿迁地震台跨断层短水准异常分析

宿迁地震台跨断层短水准2017年初出现破年变现象,本文中通过对短水准观测场地环境、观测场地标志的稳定性、仪器工作状态、气象因素、水文因素、人为影响、异常变化特点及机理等因素分析,判断宿迁台短水准OA测线压性异常非干扰所致,是断层形变的一种体现,并据此为后续处理提供意见。     

断层对地下水渗流场特征影响的数值模拟

断层的存在影响着地下流场的运移和分布。 该文建立了一个理想地区的地下含水系统模型, 应用Modflow软件, 考虑断层倾向、 走向、 渗透系数等因素的影响, 采用数值模拟方法研究并探讨了断层对模拟区渗流场水头分布的影响特征。 研究结果表明: ① 倾向不同的断层, 以垂直断层对流场水头值的影响最为显著; ② 不同走向断层对流场的影响, 主要受断层走向与流线夹角的控制, 夹角越大, 对流场的影响越显著; ③ 断层的导水性质对模拟区流场水头值分布的影响较大, 断层表现为导水或阻水性质, 主要取决于断层渗透率与周围介质渗透率的关系; ④ 断层附近的流场梯度变化较大, 距离断层越近, 流场受断层的影响就越明显, 随着离断层距离的增大, 影响效应逐步减弱。 这项研究结果有助于深入认识断层对地下流体动态的影响, 以及对地震前兆特征的解释。     

山东跨断层短水准异常的可能物理机理

针对2006—2008年郯庐断裂带中南段的高峰头、武胜、甘霖等跨断层短水准测量出现的显著异常变化,基于华北南部地区地震活动增强的力学背景分析和华北南部地区与青藏高原东北缘地质构造的关联性特征,分析表明,该远场异常变化可能与汶川8.0级地震的孕育和发生有关。     

首都圈长水准与跨断层流动观测资料的综合研究

为了更深入地研究大面积形变与断层活动之间的关系，对首都圈１９８８～１９８９年复测的长水准资料中跨过明显活动断裂的测线单独进行了分析，并与相应的流动跨断层短水准短基线资料进行了对比，证明八宝山等北东向断裂带的中段和南段活动较为强烈，而北段相对活动较弱，结合大面积水准平差给出垂直运动速率分布图，分析认为该地区是应力比较容易集中的地段，对未来的震情监视与研究有一定的指导意义。     

穿越克孜尔逆冲断层的输气管道抗震分析

输气管道作为1种薄壁壳体结构,逆冲断层引起的管道压缩变形容易使其破坏。本文以大北南疆输气管道工程为例,探讨了穿越克孜尔逆冲断层的输气管道地震安全问题。在确定管道穿越处的断层倾角、设防断层位错量、表征管土相互作用的土弹簧参数以及钢管容许应变等参数后,采用壳有限元方法,分析了穿越克孜尔逆冲断层的输气管道变形反应。分析结果显示,管道在逆冲断层作用下以压缩应变为主,管道内的最大轴向压缩应变的幅值随着交角的减小而减小。在通过探槽等方法确定断层活动位置后,该管道若以小于或等于11°的交角通过克孜尔断裂,断层引起的最大轴向压缩应变和拉伸应变均在管道相应的容许应变范围内,满足相关规范的抗震要求。     

正、逆断层下盘开采断层及其附近煤层应力时空分布的数值模拟

研究采动条件下断层及其附近煤层应力的时空分布规律对于矿震和断层冲击矿压的机理分析及预防具有重要意义.针对兖矿集团济三煤矿6303工作面,建立了正断层下盘开采的FLAC^3D数值模型,并建立了相应的逆断层下盘开采的数值模型以进行对比.通过计算分别获得了正、逆断层下盘开采断层及其附近煤层应力的时空分布规律.得到了下列结果.对于逆断层下盘开采,松动区的范围最大约为127 m,最小约为21 m.根据松动区切应力上升会增加断层滑动危险的认识,当工作面煤壁距断层的水平距离分别为100 m、60 m、40 m和10 m时,处于滑动危险增加的测点通常位于松动区两端.对于正断层下盘开采,松动区的范围最大约为113 m,最小约为64 m,处于滑动危险增加的测点通常位于松动区前端.对于逆断层下盘开采,断层不容易滑动,断层附近积累的能量越来越高,发生断层冲击矿压的危险性较高.对于正断层下盘开采,断层更容易滑动,正断层附近不会积累较高的能量,发生断层冲击矿压的危险性较低.可通过考察断层附近煤层的应力差来评价断层阻隔效应强弱.对于正、逆断层下盘开采,当工作面煤壁距断层的水平距离相同时,断层对垂...