第七章区域稳定性问题.ppt

第4节 水库地震 一、概述 水库诱发地震----水库地震，是指水库蓄水后，改变了库区的水文地质条件和天然应力厂，使库区及其邻近地带的地震活动性明显增强的现象。 二、水库地震的特征 与一般构造地震相比，水库地震主要有以下特征： 1．震中分布在水库的边缘或库底，特别是大坝附近的峡谷区，常密集在特定范围内，一般不超过库周外10公里，空间上重复率较高； 2．蓄水初期，地震活动与库水位变化相关性密切； 3．震级有限，多为微震、弱震，少数为强震。一般震级小，但震中烈度大，破坏性强。 4．震型上常为前震—主震—余震型（少数为群震型），与天然地震相比，余震衰减率缓慢的多； 5．具有较高的地面峰值加速度，但持续时间短； 6．标示大小地震比例关系，即频率与震级关系的b值较高。 三、诱发水库地震的工程地质条件 1．岩性 以碳酸盐岩地区水库诱震率较高，但震级则以火山岩特别是花岗岩地区较高。 2．地质构造 水库地震大多出现在活动性大地构造环境中，尤其以新生代 断陷盆地、第三纪以来的断陷谷地及其边缘为多。 3．地应力 大多数的发震构造的力学性质是剪切破裂，已有断裂能否产生新的剪切破裂，取决于区域最大主应力与断裂走向的夹角。因此，查明现代地壳活动的应力场是十分重要的； 4．水文地质条件 库区周围隔水层的分布，可形成大致封闭的水文地质条件，有利于保持较大的水头压力，使库水得以向深部渗入，增加构造裂隙及断层中的孔隙水压力，降低岩体的抗剪强度，因而 容易诱发水库地震 5．历史地震 6．坝高和库容 高坝诱发水库地震的机率大，高坝与诱震强度有明显的正相关。 四、水库地震的成因 1．水库荷载成因说 其依据是： 1）水库蓄水前，库区没有或很少有地震历史，蓄水后库底库区边缘地带地震活动频繁，集中或局限于库区周围； 2）地震的频度和强度随着库水位的升降而增减； 3）地壳变形的精密水准网复测成果和理论计算结果相符； 4）库水位的猛涨，意味着水体自重对库底和边坡急剧的迭加和挤压，导致岩层破裂而产生一系列小地震。 2．地质构造成因说 其依据是： 1）震中并未集中在库水最深的部位； 2）震中分布的走向和库区周围的断层走向一致； 3）震源浅，这与地壳上部的地震多数是断层错动引起是一致的； 4）大量震源机制解的成果说明，水库地震的震源力学机制基本上是构造地震； 5）库水和地下水只有沿着断层、节理、裂隙活动时，才能产生孔隙水压力。 3．岩溶塌陷与气爆成因说 浅部岩溶洞穴在水库荷载的作用下，顶板塌陷而引起浅源地震； 深部岩溶和古岩溶，可能有残留古岩溶水，水库荷载和渗透可引起古岩溶束缚水发生气爆而产生地震。 五、水库地震工程地质研究的基本内容 区域地质及地应力环境的研究， 特别要查明必威体育精装版构造体系和区域最大主应力作用方向：有无断陷盆地尤其是被活断层围限的断陷盆地；库坝区及邻区有无深断裂；库坝区断裂构造空间组合特征及其活动性。 历史地震研究， 判明活断层及区域性孕震构造及发震断裂。 测定岩体的初始应力， 研究地应力随深度的变化规律及断层带的抗剪强度。 研究水文地质条件， 包括岩体和断裂带的透水性。地下水位和孔隙水压力对岩体强度的影响。 可行性研究阶段 水库诱发地震潜在危险性预测应包括可能诱发地震的地段及各地段可能发生的最大震级和烈度。可能发震地段可根据库区的地质环境、地应力状态、孕震断裂、附近岩体的导水性和发震机理判定。地震强度可根据发震断裂的长度、已有震例的类比或参照区域地震活动水平进行估计。 初步设计阶段 水库诱发地震预测：除前述内容外，还应预测水库诱发地震的类型、潜在震源区及其震级上限。当可行性研究勘察认为可能发生水库诱发地震时，应设置临时台站或地震台网，监测地震活动。 如蓄水后发现地震频繁，应增设流动台站 第3节、地震的工程地质研究 第2节、活断层的工程地质研究 第1节、基本概念 第4节、水库地震 第七章 区域稳定性问题 第1节 基本概念 指工程建设区内，在内、外力（以内动力为主）的综合作用下，现今地壳及其表层的相对稳定程度。分析工作的重点是： 1．研究区内大地构造特征； 2．研究区域所受构造应力场的历史； 3．研究新生代以来，继承性活动的区域性大断裂的空间分布规律和活动特征； 4．研究表征地壳活动程度的地震指标； 5．探讨地震效应和地震动力学问题，评价场地地震危险性。 第2节 活断层的工程地质研究 一、活断层的定义 活断层active fault或称活动断裂，是指现今仍在活动，在人类历史记载时期或近代地质时期曾有过活动，不久的将来还可能从新活动的断