工程地质学基础——诱发地震.ppt

第三章 水库诱发地震工程地质研究 类型 1、采矿诱发地震 ——由于地下开采活动形成交 较大采空区，或因强烈排水疏干等， 采空区上覆岩体大范围下沉破裂 或冒落冲击底板，引起岩体破坏振动 而发震。 辽宁省北票煤田台吉井区,1921年开发, 1970年,当台吉竖井采掘到距地面500-900m 深时,井区开始出现微震活动.1977年4月28 日MS=3.8级. 特征：震级小，周期大，衰减快， 烈度高，余震衰减快。 影响范围小， 震源中且常位于开采端面附近。 2、岩溶气暴型地震 ——大型溶洞，一旦快速充水而使洞内 空气压缩，对岩体产生强大冲击力，使岩体 变形破裂或塌落引起地震。 特征：震源中，震级小，影响范围小，无群震，全世界有69例。 3、地下爆破引发地震 世界上已有几起因地下核实验诱发地震。例如美国进行过系统观测，结果如表（刘传正书P83表5—21）。 4、注液诱发地震 美国：丹佛盆地，深井3762m， 废液处理。62.3向井底注液，47天后，井 附近发生3-4级地震，其小震不断，66.2停止 注液，地震至70年才渐渐停息，其记录， 1584次，震源4.4—5.5km,震中呈椭圆形围绕 井口分布，右旋走滑。 我国：任丘油田，86.7.，845井注水， 86.9.6日发震，112次，12月停止注水，地震 渐停息，87年底 恢复 注水，又开始发震。 胜利油田、江汉油田、武汉洪山均有此例。 5、水库诱发地震 ——伴随水库蓄水过程，导致地壳应力状态 改变而出现库区及近区地震增强或减弱的现象。 最早出现于1931年希腊的马拉松水库， 4.7级地震，对雅典城产生破坏。 60年代以后，世界出现高坝和大库，相继产生6级以上地震，我国新丰江水库是第一例。 全世界水库10万座，1亿m3以上1万座，，发震的116座，分布于29个国家 。我国有18座发震。 第二节 水库诱发地震的基本特征 在此之前，先介绍新丰江水库典例 坝高105m，库容115m3，河谷型水库。 地质背景：花岗岩。两条活断层： ? 河流断裂（长600km，坝下1-5km 处通过）； ? 人字石断裂（坝上游6km)东面河源 为界为断陷盆地。 弱震区。 诱发地震概况：59.10.20蓄水， 一个月后水位上升20m，广州地震 台收到地震——60.7.18，水位上升 到90m，不到1个月发生3—4..3级地 震9次，小震很多——61.3，水位略 降，地震明显减少——61.7水位猛涨 为113m，地震随之十分频繁。此后， 100m水位持续二年余，地震频发， 62.3.19.4时18分发生6.1级地震，其后 余震不断，其中?4级20次之多，60-87 年总共发震337461次，?4级 49次 震中：大坝附近，峡谷区，北北西和北东东断裂控制。 震源深：4.5-5km，主要后延到7km。 震源体：走向滑动型，迁就NNW张扭断裂，?1为N730w，（与粤东应力场基本一致）。 震中烈度：8度 一、空间分布特征 二、地震活动与库水的关系 三、地震活动的序列特点 实验现象： ? 岩石受力破裂，弹性振动，振动频度与材料的不均匀性，强度有关，材料越不均匀，强度越低，越易产生高频振动，绝对均匀材料，只产生一次性破裂，不产生微裂。 ? 低应力比较高应力状态下，岩石更以微破裂占优势，即小震动频度高。 水库水的作用下，地质体特点： ? 水渗入岩体使其不均匀性增加。 ? 水压力下，使岩体产生微破裂，加大不均匀性。 ? 水对地质体软化作用，降低强度，增加粘滑性。 ? 库水渗入深度有限，常在较浅处、低应力下产生岩体破裂。 第三节 水库地震地质背景条件 一、水库区的初始应力状态 包括：地应力场类型（正断、逆断、走滑）；主应力方向；应力值大小。 易发震：正断型—走滑型—逆断型 正断型最多，位于断陷盆地边缘的水库