区域加载应力与断层带周边应变场分析

断层两侧应力的积累与释放是产生地震的直接原因,因此在活动断层周边建立了大量的地应变观测站.地壳里面包含有多种结构面,各种力学性质不同的岩石以某种叠加层序或侵入关系混杂在一起,它们必然影响变形场的形态与变化.     

地下水对震源体应力、应变场的影响——以唐山地震为例

通过数值模拟 ,研究渗流场和应力场相互作用 ,了解在震源区地下水对应力场和应变场的影响。结果表明 ,岩石的抗剪强度及摩擦阻力随孔隙压力的增加而降低 ,孔隙压力使应变分布发生变化 ,断层及其附近剪切应力升高。地下水的这些效应可能与地震震源过程有关     

海水加载引起的厦门台相对重力变化

针对厦门台具体地理位置的特点,提出了计算相对重力变化的海水加载模型,运用有关弹性理论知识与一定的数学方法,定量地计算了海水加载引起的厦门台相对重力变化。结果表明：①相对重力变化对近距离的加载极为敏感,随着离观测点距离的增加,加载的影响程度逐渐减弱,超过一定的范围,这种影响就可以忽略不计了;对厦门台来说,海水的有效加载范围约为940 m;②经过扣除各种可能的误差后,由理论模型计算所得的结果与实际观测结果较为吻合,进一步证实了计算模型的正确性。     

基于几种应力加载方式的井水温度响应机理探讨

本文在前人研究的基础上,针对几种不同周期的应力加载方式以及井-含水层的水位、水温响应特征,对井水温度的应力加载响应机理进行了系统分类研究,总结了对于3种不同周期应力加载的水温响应机理。分别是对地震波应力加载的气体脱逸模式、裂隙渗流模式、热弥散效应模式及冷水下渗模式,对固体潮应力加载的水动力学模式以及对地震孕育阶段长周期缓慢应力加载的应力-耗散热模式等,文章中针对每一种不同方式应力加载给出了典型的观测实例并对其可能的响应机理进行了初步的探讨。     

寒区隧道温度场和渗流场耦合问题的非线性分析

根据传热学和渗流理论导出了带相变的温度场和渗流场耦合问题的控制微分方程 ,然后应用伽辽金法导出了这一问题的有限元计算公式 ,最后给出一寒区隧道考虑渗流时的温度场算例 .算例表明渗流对隧道的冻深影响很大 ,因此在工程设计中应该考虑渗流这一因素的影响 .     

地下岩体应力场-渗流场-热场三场耦合作用的数值模拟研究初探

在地下岩体变形、地震的孕育与发生过程中,多种物理场、化学场是同时存在并相互影响的,其中应力场、渗流场和热场是其最重要的物理场.文中综述了近40年来地下岩体应力场-渗流场-热场三场耦合作用的研究现状,基于渗流场与热场、应力场与热场、以及三场耦合作用的研究,从场与场之间相互影响关系入手,综合分析了从以变量为媒介到以场为媒介,从松散耦合到强耦合,从观测统计模型到数值模拟的发展历程,并阐述了地下岩体三场耦合存在的问题和发展趋势.     

中国大陆构造应力应变场现今年变化特征的数值模拟

根据中国大陆活动地块构造、全新世活动断裂、分辨率为1°×1°的中国大陆地壳波速结构等,建立了中国大陆构造应力应变场的二维有限元模型。利用GPS实测资料,导出现今中国大陆构造应力场年平均变化的有限元模型位移速率边界条件,进而通过数值模拟研究了中国大陆现今构造应力应变场的年变化图像的基本特征。研究结果表明:(1)中国大陆现今构造变形的总体特征受控于与周边板块的相互作用,其中印度板块起着主要控制作用。中国大陆西部具有向NNE方向的位移速率,其值在碰撞边界最大,由南至北、由西到东,向北的位移分量逐步减小而向东的位移分量逐步增大;东部地区存在着整体的向东运动,且具有一定的向南运动分量。(2)中国大陆现今地壳应力场近年来处于增强的进程中,且呈现了以青藏高原为中心向东辐射的基本形态。总体特征与中国大陆背景应力场相似,表明了中国大陆现今构造运动的继承性。(3)最大主应变具有明显的西高东低特征,西部构造活动强烈,而东部相对较弱。活动断裂带均为最大主应变的高值区,而它们所围限的活动地块内部的应变相对较小。(4)川滇地区的应力应变场具有特殊性,并非由单纯的板块边界碰撞所控制,周围活动地块的运动、下地壳或上地幔的物质流动以及特殊的边界构造形态(如喜马拉雅东构造结)的作用,均可能成为其区域构造应力应变场的控制因素。     

应力调整改变介质渗透性对水位的影响

在岩石抽水-注水试验的基础上,通过应力和渗透系数的关系,用数值模拟的方法讨论了应力与渗流的过程。研究结果表明,随着应力场的调整介质的渗透性将发生改变,从而对渗流过程产生影响,这种影响是非线性的,渗流作用的存在使得水位的变化与介质的渗透性的变化不是对应的关系。     

云南地区地下水动态的地震源兆与场兆特征分析

在地震预报中,对发震地点的预测一般都是“以场求源”。如何区别源兆与场兆的特征,是地震预报特别是短临预报必须回答的问题。根据云南1979—2000年间的20余年中地下水动态观测的事实,作者在“七五”、“八五”攻关项目的基础上,对地震源兆与场兆的地下水动态特征进行了深入分析,认为源兆特征为短临异常多、空间分布密集、以高频异常为主;场兆特征为中短期异常多、空间分布稀疏、以破年变异常为主。该分析对进一步开展地震预测预报实践有一定的借鉴意义。     

断层面上库仑破裂应力变化的相关研究进展

地震的孕育、发生和震后调整被认为是震源区及其邻区的应变积累释放过程.地震引起的静态库仑应力变化可有力地解释余震分布、强震序列等地震观测,并为探索地震发生机制和地震预测提供新的线索.地震学家们多采用弹性位错模型计算同震位错引起的库仑应力变化,以研究余震分布及地震间相互作用;随着流变学的发展,粘弹模型因可以很好的解释大量震后形变观测而被广泛用于断层面上的震后应力调整研究;此外,构造应力加载作用在更长时间尺度上造成断层面的应力积累,基于负位错模型计算震间库仑应力变化为又一研究内容.本文从同震、震后、震间库仑应力变化的角度提炼出断层面上库仑破裂应力变化的大量研究成果,介绍了库仑应力变化的基本计算原理及引起断层面上库仑应力变化的主要原因,论述了通过库仑应力演化来研究地震活动的方法和应用,进一步讨论断层面上库仑应力演化研究存在的问题和近期的进展.     

A Preliminary Study on Mechanisms of Well Water Temperature Responses Based on the Modes of Stress Loading

Based on the studies of the predecessors, and contrasting the modes of stress loading with water level and water temperature response characteristics of a well-aquifer system, this paper draws a preliminary conclusion on the mechanisms of water temperature responses in a well caused by three modes of stress loading, i.e. gas escape, heat dispersion and cold water penetration mechanisms for elastic seismic wave stress loading; the fracture seepage mechanism for seismic wave stress loading and the hydrodynami...     

新乡及其邻区地下水宏观异常浅析

2003年4月至2003年年底,河南省新乡市及其邻区800余平方千米范围内出现了水井翻花、冒泡的现象。其历时之长,范围之广,实属罕见。研究认为：由于前一年冬季降水量较大,土壤中有机物质经过充分的生物化学作用贮存有大量的CO2气体,在发生一些中小地震前后,区域应力场的变化使得这一地区土壤中的气体集中释放。     

青海门源MS6.9地震井水位与水温同震响应特征分析

基于全国地震地下流体台网数据库,分析了2022年1月8日青海海北藏族自治州门源县 M_S6.9地震引起的地下流体井水位、水温同震响应特征。结果表明:本次地震引起的水位同震响应观测井数量远大于水温;水位同震响应开始时间、结束时间均优先于水温,水温同震响应是水位同震响应的次生变化。对比门源2022年1月8日 M_S6.9和2016年1月21日 M_S6.4地震,发现地震能量不同是造成两次地震同震响应差异的主要原因。     

东古楼抽水试验对地下流体动态影响研究

为了研究抽水对水位、水温(地热)、气氡、气汞、水氡与水汞的影响,在内蒙古呼和浩特市东南的东古楼村进行了相关试验观测。结果表明,抽水对井水位的影响最大,影响距离可达680m;对水温影响也较为明显;对气氡与气汞动态的影响不明显;对水氡与水汞动态可能有一定影响,但影响幅度很小。     

动载下无筋砌体墙的应力场及裂隙分布

为探索动载下建筑物墙体失稳的力学机制,基于弹性力学理论,分析一端刚性固定无筋砌体墙受垂直地震波扰动时的应力场分布规律,得到墙体的应力解析表达式,结果显示应力特征由墙体质点振速、墙体恒载、墙体密度及其几何尺寸等因素共同决定。结合具体算例发现:墙体水平应力、垂直应力与剪应力具有不同的分布特征。水平应力值分别是剪切和垂直应力值的5倍和25倍,为墙体应力场的主控应力,其应力集中区位于刚性固定侧墙体的顶、底角,应力变化梯度为180MPa/m,且随地震强度增加,其应力场进一步向墙体刚性固定侧集中。在此基础上,基于主应力主导墙体裂隙的原则,预测了墙体张开型裂隙的分布位置、长度及角度,获得了墙体最易出现破坏失稳的部位。通过模型计算可为掌握动载下墙体力学行为提供参考。     

中国大陆井水温度潮汐动态的统计与调和分析

用收集到的全国356个井水温度测点的数据, 分析了水温对地球固体潮汐的响应, 统计出 35个存在水温潮汐现象的测点。 利用Baytap-G调和分析方法, 计算了水温潮汐分波的振幅、 振幅比和相位差。 结果表明: 水温潮汐现象是一类较普遍的地球物理现象, 其机制与水位潮汐相关, 可用水动力学模式解释; 水温潮汐变化特征还受太阳辐射热、 含水层和地温的影响, 自流井水温记录潮汐现象的能力高于非自流井、 东部地区水温测点记录潮汐现象的能力高于西部, 与太阳辐射热的影响有关, 在含水层附近的水温测点, 其潮汐动态比其他井段显著, 在受地温影响较大的井段, 水温的潮汐变化幅度与水温梯度成正比; 水温的应力-应变灵敏度量级为0.01～10℃/10^-6m·s^-2。     

荣成鲁32井水温动态变化及异常分析

总结了鲁32井水温正常动态特征以及自然环境干扰形态特征,探究鲁32井水温异常变化特征,通过对该井周围500km范围内中等地震及远场大震发生时间、空间与水温异常时段对比,发现两者对应关系良好,综合分析已有数据资料认为,鲁32井水温存在附加地热场异常变化的构造条件,可作为近场中等地震前兆异常和远场大震前兆异常中短期判别指标之一。     

太湖流域水质型缺水问题和对策

在对太湖流域水质状况进行分析的基础上,指出因水污染造成的水质型缺水问题在太湖流域十分严重,正常年份流域优质水资源缺水量在(20-35)×108m3之间. 如今后水质型缺水问题长期得不到解决,有可能影响流域经济社会可持续发展. 针对流域水质型缺水的特点,提出在加强流域水污染治理同时,太湖流域宜选择以长江、太湖和山区水库为主要水源地的长期供水格局,当前要抓紧建设“引江清水通道”,调引长江优质水资源入太湖. 同时鉴于太湖流域水环境承载能力有限的情况,建议流域沿江、沿海、沿杭州湾城镇的生活污水在二级处理的前提下,应实施流域尾水截流外排管道工程.     

煤矿采动区地下巷道结构的地震动力破坏研究

为了探讨煤矿地下巷道及围岩结构体系地震动力破坏特征,基于结构动力学理论建立考虑土与结构相互作用的地下巷道结构动力学运动方程,利用有限元计算分析模型分析巷道结构的地震动力响应,通过观测巷道结构特征点的力学响应来分析地下巷道结构的地震动力破坏特征。结果表明:地震作用下巷道结构会出现周期性高应力集中区域,巷道的底部、顶部和两侧最容易发生破坏;地震发生初期巷道的顶板破坏明显强于巷道腰部,可能会造成巷道顶板下沉坍塌;地震发生后期巷道结构容易发生底鼓现象,导致巷道产生整体失稳破坏;需要根据巷道的破坏现象加强巷道结构顶板支护的设计,同时也要及时进行加固维护,以保证巷道结构的安全使用。     

赤城井水温趋势转折上升原因分析

赤城井水温2010年底至2011年初由下降趋势转折上升,最大上升幅度约0.02℃,本文对此现象进行了实地调查和分析研究。通过环境因素对比分析,认为该井水温转折上升与赤城县城区白河湾公园蓄水有关。同时,根据分析结果,推测赤城井水温后续变化的可能特征是持平或恢复下降趋势。