陕南特长公路隧道水压致裂法地应力测量结果及工程地质意义分析 被引量：14

1

作者 李彬 张文 文冉 《地质力学学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期191-202,共12页

中国西部地区地势复杂,区域构造应力场各向异性显著,了解地区地壳应力状态是判断隧道设计阶段线路布设合理性的基础,也是预测隧道施工过程可能出现岩爆、断层滑动等其他工程灾害的重要参数。为了研究陕南特长高速公路隧道现今地应力状态... 中国西部地区地势复杂,区域构造应力场各向异性显著,了解地区地壳应力状态是判断隧道设计阶段线路布设合理性的基础,也是预测隧道施工过程可能出现岩爆、断层滑动等其他工程灾害的重要参数。为了研究陕南特长高速公路隧道现今地应力状态,基于古仙洞隧道钻孔(ZK10钻孔)与化龙山隧道钻孔(ZK11钻孔)水压致裂地应力测量,获得了两隧道现今地应力分布特征。古仙洞和化龙山特长深埋隧道最大埋深处S_(H)值分别为13 MPa和22 MPa;古仙洞与化龙山隧道的应力关系分别为S_(H)>S_(h)>S_(v)和S_(H)>S_(v)>S_(h),水平主应力起主导作用;S_(H)方向为近北西—北西西向,与区域现今构造活动背景基本一致,主要受秦岭造山带活动断裂影响。基于地应力测量结果、相关理论及判断依据认为:最大水平主应力方向与洞轴线夹角,有利于隧道围岩稳定,研究区内古仙洞与化龙山隧道的总体布置是合理的;采用岩石强度应力比法、陶振宇判据、Russenes判据和岩石应力强度比法综合判定研究区内两隧道不具备发生中等强度以上等级岩爆的可能;利用莫尔-库伦准则及拜尔定律,摩擦系数μ取0.6~1.0,对研究区内两隧道的现今地应力状态分析后发现,两隧道附近断裂带的地应力大小未达到地壳浅部断层产生滑动失稳的临界条件,处于较稳定的应力状态。 展开更多

关键词 陕南地区 地应力 隧道稳定性 断层失稳 岩爆 公路隧道

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正断层两盘动力灾害显现差异性及机制 被引量：8

2

作者 谭云亮 谭涛 +1 位作者 张修峰 陈洋 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期214-223,共10页

随着大范围采矿活动的进行,正断层易滑动失稳产生震动波,并在断层两侧区域呈现出显著不对称动力响应特征。为解释山东新巨龙能源有限责任公司发生“2·22”冲击地压事故破坏区域主要集中在FD8断层上盘区域而下盘几乎没有出现动力破... 随着大范围采矿活动的进行,正断层易滑动失稳产生震动波,并在断层两侧区域呈现出显著不对称动力响应特征。为解释山东新巨龙能源有限责任公司发生“2·22”冲击地压事故破坏区域主要集中在FD8断层上盘区域而下盘几乎没有出现动力破坏这一现象,从理论上分析了断层面(带)隔震的基本力学机理,基于波场及能量分解建立起了弹性波在断层面(带)界面波场分解能量系数模型,通过不同倾角断层面、不同破碎带厚度对震动波阻隔性数值模拟,并对正断层两盘活动性差异进行了分析。研究表明,对于一个相对孤立正断层(非断层组)而言随着断层倾角的增大,正断层上盘内的震动波沿着断层面“透射”将明显降低,呈现出显著的“隔震”特性,即当正断层上盘滑动诱发震动波难以穿过断层传播至下盘;地下正断层两盘活动差异性即断层上盘下降滑动、下盘不动2个方面揭示了正断层两盘动力灾害显现差异性动力学机制,为科学认知正断层活动诱灾机制提供了参考,并为在地下采矿中正断层诱灾防控策略提供了理论依据。 展开更多

关键词 断层失稳 冲击地压 正断层两盘 断层倾角 震动波 动力显现

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高压流体注入诱发断层失稳模拟实验平台建设与应用

3

作者 孙峰 贾朋 +2 位作者 张毅 张旭东 薛世峰 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第8期176-182,共7页

文章设计搭建了高压流体注入诱发断层失稳模拟实验平台,实现了地应力、高压流体的组合加载,同步监测采集了典型岩样应变、流体压力及声发射等物理量的协同响应数据。该平台还可用于深部能源开发多物理场耦合特征研究。该实验直观展示了... 文章设计搭建了高压流体注入诱发断层失稳模拟实验平台,实现了地应力、高压流体的组合加载,同步监测采集了典型岩样应变、流体压力及声发射等物理量的协同响应数据。该平台还可用于深部能源开发多物理场耦合特征研究。该实验直观展示了高压流体影响下断层的活动响应特征,在此基础上结合数值仿真实验,进一步加深了学生对实验现象和工程问题的理解,训练了学生多物理场监测仪器操作、科学问题分析及实践创新综合能力,实现了教学内容与工程实践、学术研究的紧密结合。 展开更多

关键词 高压流体注入 断层失稳 多物理场耦合 岩石物理实验

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Z字形断层系统剪切应变陡降时空分布的数值模拟 被引量：2

4

作者 王学滨 马冰 +1 位作者 吕家庆 顾路 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2014年第1期63-67,71,共6页

针对含Z字形断层的岩石标本,运用二次开发的FLAC-3D软件,研究了剪切应变陡降的时空分布,并对9种与剪切应变陡降和能量释放有关的量进行了统计。研究发现,断层拐折部位的破坏为中间断层的破坏创造了条件,中间断层的破坏造成了标本的整体... 针对含Z字形断层的岩石标本,运用二次开发的FLAC-3D软件,研究了剪切应变陡降的时空分布,并对9种与剪切应变陡降和能量释放有关的量进行了统计。研究发现,断层拐折部位的破坏为中间断层的破坏创造了条件,中间断层的破坏造成了标本的整体失稳。区别于一些与能量释放有关的量,一些与剪切应变陡降有关的量在标本整体失稳稍前及失稳过程中处于高值,远高于此前及此后的背景值。 展开更多

关键词 断层失稳 剪切应变 能量 失稳前兆 亚失稳

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超动态变形场长时间观测系统 被引量：1

5

作者 李世念 齐文博 刘力强 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1529-1538,共10页

地震模拟实验通过稳态加载获得失稳滑动或破裂事件来模拟地震过程。实验中,稳态变形与失稳滑动交替出现。由于无法事先确定失稳发生的时刻与持续时间,且一次实验中有可能产生多次失稳事件,为了保证在极其短暂的失稳瞬间获得足够的数据... 地震模拟实验通过稳态加载获得失稳滑动或破裂事件来模拟地震过程。实验中,稳态变形与失稳滑动交替出现。由于无法事先确定失稳发生的时刻与持续时间,且一次实验中有可能产生多次失稳事件,为了保证在极其短暂的失稳瞬间获得足够的数据以分析震源力学过程,数据采集系统需要从实验开始直至结束一直保持高速连续工作。一般的实验进程可能会持续十几h,因此需要巨大的存储空间。尽管还没有确切地了解失稳信号的频率上限,但以往的实验已经证明信号的频率会达到几百甚至几千Hz,所以采样频率应当达到MHz量级以上。在这种连续长时间获取高频数据的情况下,还要保持较高的信噪比。此外,以往的实验已经证明,震源力学场具有复杂的空间结构,难以用少数几个测点来描述,需要对几十个以上的测点进行同步观测。长时间连续记录、高分辨率高频采样与多点同步观测4项技术手段的联合使用对观测系统的技术指标提出了巨大的挑战。为此,文中研发了一套高信噪比的64通道、16位分辨率、4MHz并行采集频率、可以连续记录几十h的超动态变形场观测系统。利用这套系统可以实现应变、声发射及位移等多种信号的同步采集,便于分析各种物理量之间的转换关系。 展开更多

关键词 超动态 断层失稳 变形场 应变和声发射 连续同步测量 分布式并行采集

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断层失稳过程超动态变形时空模式的实验研究

6

作者 李世念 《国际地震动态》 2018年第6期45-46,共2页

作为构造地震的基本物理模型,断层失稳是否可以被简单地划分为应变积累的粘滞阶段与应变快速释放的地震滑动阶段两个部分,并用弹簧滑块组合来解释是一个根本的问题。近几十年来,对失稳前断层状态的研究反映出很多研究者已经意识到这个... 作为构造地震的基本物理模型,断层失稳是否可以被简单地划分为应变积累的粘滞阶段与应变快速释放的地震滑动阶段两个部分,并用弹簧滑块组合来解释是一个根本的问题。近几十年来,对失稳前断层状态的研究反映出很多研究者已经意识到这个阶段的复杂性,例如成核相、临界扩展尺度、局部化等研究的出现。亚失稳模型的提出把临震阶段的研究推向了深入,指出临震亚失稳阶段之中各种物理量存在规律性的时空演化特征,控制这些物理参数变化的根本原因是震源力学过程的时空演化规律。为此,需要研发高速多通道多参数并行连续记录的实验观测系统,依托这个系统对断层失稳变形的全过程,特别是失稳前几秒到微秒级别的瞬态变形过程,以及失稳滑动瞬态过程进行精细深入的观测,解析相关的震源力学问题。我们研发了一套64通道,16位分辨率,4 MHz采样频率并行连续采集的超动态变形场观测系统,首次实现了应变信号和声发射信号的同步采集。该系统在技术上处于国际同类实验室领先水平。基于该系统完成了多组实验,共获得209个失稳滑动事件,记录到约42 TB应变和声发射实验数据。实验证明,该系统具有很好的稳定性,为开展预滑、亚失稳、动态加速过程、失稳滑动瞬态过程等研究提供了一个全新的技术平台。以此系统为基础对断层失稳全过程进行观测,对断层亚失稳阶段,特别是亚失稳准动态阶段以及瞬态失稳阶段的变形场信息进行了精细深入的观测。获得以下结论:(1)伴随有断层局部卸载而出现的应变局部化加速是进入亚失稳准静态阶段的近场判据。在理论模型的描述中,亚失稳阶段的开始以样品宏观变形的应力曲线进入峰值后为标志。从沿断层的应变观测可以确认,峰后的整体应力下降在样品内部体现为个别段落的卸载,也就是说,从以全场� 展开更多

关键词 超动态 断层失稳 粘滑 亚失稳 时空演化 同震过程 应变波动

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矿物开采引起的突发性断层失稳研究

7

作者 葛志强 《山西冶金》 CAS 2021年第4期117-118,134,共3页

对矿物开采活动中的突发性断层失稳进行研究,从断层附近应力分布特征和突变数值研究了对断层滑移的预测情况。仿真和实验结果表明,应变速率的突然加速可能会引起断层滑移。特别是两条断层引起严重的岩层塌陷。在开采过程中会引起突发性... 对矿物开采活动中的突发性断层失稳进行研究,从断层附近应力分布特征和突变数值研究了对断层滑移的预测情况。仿真和实验结果表明,应变速率的突然加速可能会引起断层滑移。特别是两条断层引起严重的岩层塌陷。在开采过程中会引起突发性应力变化,最终会引起覆岩层滑移。 展开更多

关键词 断层构造 上覆岩层 断层失稳

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采掘工程对断层滑移失稳的影响

8

作者 尹航 《内蒙古煤炭经济》 2014年第5期113-113,124,共2页

以跃进煤矿F16断层为研究对象,采用UDEC数值计算软件,分别对断层下盘煤层和断层上盘煤层的开采过程进行模拟,分析煤层开采对断层面正应力和剪应力的影响,评价采掘工程对断层滑移失稳的影响。

关键词 断层失稳 采掘工程 冲击地压

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花岗质岩石在脆塑性转化域的变形机制

9

作者 党嘉祥 周永胜 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期198-211,共14页

地震精定位结果显示,大陆地震多数集中于大陆地壳的多震层内,该多震层向下收敛于中部地壳的脆塑性转化带。地壳脆塑性转化带的主要成分为花岗质岩石,前人通常用石英-斜长石的组合代替花岗岩进行变形研究,反演转化带的深度和变形特征,并... 地震精定位结果显示,大陆地震多数集中于大陆地壳的多震层内,该多震层向下收敛于中部地壳的脆塑性转化带。地壳脆塑性转化带的主要成分为花岗质岩石,前人通常用石英-斜长石的组合代替花岗岩进行变形研究,反演转化带的深度和变形特征,并且认为花岗岩的变形强度由弱项矿物--石英的塑性变形控制。近年来,实验和野外研究均表明钾长石的变形强度高于石英和斜长石。大应变量变形实验和野外韧性剪切带的研究结果显示,在中地壳脆塑性转化带内,钾长石变形以脆性破裂为主,斜长石和石英通常表现为动态重结晶。因此,用石英和斜长石的组合体代替花岗岩来反演断层的变形特征,无法全面、真实地解释断层深部脆塑性转化带的变形特征。文中总结了花岗岩在野外和实验变形条件下的研究结果,并分析了花岗岩的主要组成矿物--石英、斜长石和钾长石的变形特征以及其温压条件的不同步性,讨论了断层深部脆塑性转化带的失稳条件。 展开更多

关键词 花岗岩 钾长石 脆塑性转化 变形机制 断层失稳

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发震断层震前应力降现象及其机制探讨 被引量：4

10

作者 张重远 何满潮 +2 位作者 陶志刚 谭成轩 孟文 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期916-927,共12页

为了探究发震断层临震应力变化与失稳过程之间的规律性联系,开展跨尺度岩体样本震前应力降现象及机制研究。通过对典型地震实验数据、野外地应力监测数据进行计算分析和再解释,研究不同尺度研究对象的震前应力-应变变化规律。结果表明:... 为了探究发震断层临震应力变化与失稳过程之间的规律性联系,开展跨尺度岩体样本震前应力降现象及机制研究。通过对典型地震实验数据、野外地应力监测数据进行计算分析和再解释,研究不同尺度研究对象的震前应力-应变变化规律。结果表明:(1)从岩块、钻孔到地壳尺度的实验观测数据均显示,断层失稳前都有应力突然减小(应力降)的现象;(2)震前应力降现象空间尺度跨越3~6个数量级,应力降提前响应时间覆盖1~6个数量级,表明参与地震孕育介质规模和质量越大,前兆响应时间越长;(3)野外钻孔地应力监测数据表明,应力降大小和提前响应时间与天然地震存在线性正相关关系;(4)发震断层岩体固有的塑性属性使其整体崩解迟滞于力学失衡,另外,断层滑移需克服其表面不规则的凹凸体,该过程的应力-应变加载速率迥异并导致二者在时间尺度上产生显著的差异性,这可能是应力降能够先于地震发生的潜在机制。 展开更多

关键词 岩石力学 发震断层 震前应力降 前兆 不同尺度 断层失稳机制

原文传递

论断层地震危险度 被引量：1

11

作者 侯建军 白太绪 +1 位作者 梁海华 韩慕康 《防灾减灾学报》 1993年第4期33-39,共7页

应用应力摩尔圆方法,探讨了断层能动度与构造应力方向和断层面几何特征的关系,并与断层活动速率对比分析,将断层失稳度定量化。最后结合地震时间逼近度,求出了断层地震危险度的定量指标,将理论模型应用于渭河盆地南缘断层,取得了较好效果。

关键词 断层能动度 断层活动速率 断层失稳度 地震时间逼近度 断层地震危险度

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岩石断层失稳滑动能量释放特征分析 被引量：2

12

作者 韩秀会 赵泽鑫 邓琳琳 《煤炭技术》 北大核心 2017年第6期131-133,共3页

基于双向摩擦法实验,对岩石断层失稳滑动能量释放特征进行研究。研究结果表明:在断层临近失稳滑动时,断层两盘相对滑动位移增量呈现逐渐减小的趋势;断层失稳滑动过程中的应变能密度迅速降低,应变能密度的降低量与围压有关,随着围压的增... 基于双向摩擦法实验,对岩石断层失稳滑动能量释放特征进行研究。研究结果表明:在断层临近失稳滑动时,断层两盘相对滑动位移增量呈现逐渐减小的趋势;断层失稳滑动过程中的应变能密度迅速降低,应变能密度的降低量与围压有关,随着围压的增加,应变能密度降低的量值也增大。断层不同区域的应变能密度释放量值不同,且断层失稳滑动时某些区域能量释放具有一定滞后性。 展开更多

关键词 断层失稳滑动 能量释放 变形能密度

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海上复杂断块油田合理注水压力研究 被引量：18

13

作者 刘洪杰 陈鸿 +2 位作者 王海更 王佩文 顾伟民 《断块油气田》 CAS 北大核心 2015年第2期228-233,共6页

合理注水压力是海上注水开发复杂断块油田控制地质性溢油风险的关键参数,根据复杂断块油藏特点制定合理注水压力,对实现海上复杂断块油田安全高效开发意义重大.文中重新定义了复杂断块油田合理注水压力,综合考虑地层破裂压力和断层临界... 合理注水压力是海上注水开发复杂断块油田控制地质性溢油风险的关键参数,根据复杂断块油藏特点制定合理注水压力,对实现海上复杂断块油田安全高效开发意义重大.文中重新定义了复杂断块油田合理注水压力,综合考虑地层破裂压力和断层临界失稳压力,利用渗流力学理论及数值模拟技术,研究出与“通海底”断层不同距离、不同注采关系下注水井的合理注水压力为15.9～22.4MPa,并根据研究结果提出了注水井井位设计建议.该研究在渤海蓬莱油田注水管理中取得了较好的应用效果,可以为海上其他复杂断块油田的安全注水管理提供参考. 展开更多

关键词 合理注水压力 地层破裂压力 断层临界失稳压力 注水管理 蓬莱油田

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雄安新区现今地应力环境及其对构造稳定性影响研究 被引量：14

14

作者 范玉璐 谭成轩 +5 位作者 张鹏 孙明乾 戚帮申 丰成君 孟静 王惠卿 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期481-491,共11页

雄安新区是一项"千年大计"的国家战略,查明雄安新区及邻区现今地应力环境,评价其构造稳定的动力背景,对保障新区的规划、建设和未来安全具有重要的意义。为此,综合考虑雄安新区及其外围区域构造地质背景、岩体条件等,在雄安... 雄安新区是一项"千年大计"的国家战略,查明雄安新区及邻区现今地应力环境,评价其构造稳定的动力背景,对保障新区的规划、建设和未来安全具有重要的意义。为此,综合考虑雄安新区及其外围区域构造地质背景、岩体条件等,在雄安新区外围顺平县关键构造部位燕山期隐伏花岗岩中开展620m深孔水压致裂地应力测量和压磁电感法地应力实时监测。结果表明:在测量深度范围内,最大水平主应力(SH)大小为13.23~29.42 MPa,最小水平主应力(Sh)大小为9.28~19.73 MPa;三个主应力大小关系为SH>Sh>SV;最大水平主应力方向为NW20°。引入应力积累系数(μm)、断层摩擦系数(μ),依据库伦断层滑动失稳摩擦准则和Byerlee定律对保定-石家庄、牛东和徐水-大城三条主要隐伏断裂的稳定性进行计算分析,结果显示:在目前地应力条件下,雄安新区三条主要隐伏断裂不会滑动失稳、构造是稳定的,但地壳浅表层应力积累水平中等偏高,建议加强长期地应力实时监测,分析其稳定性的动态演化过程。 展开更多

关键词 雄安新区 水压致裂法地应力测量 地应力实时监测 库伦断层滑动失稳摩擦准则 Byerlee定律 构造稳定性

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上下盘开采断层滑移失稳诱发地表异常沉陷机理研究 被引量：13

15

作者 于秋鸽 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期41-50,共10页

当工作面上覆岩层中含有断层,开采造成断层带岩体滑移失稳时,断层露头处地表移动变形值往往异常增大。含有断层时的地表移动变形规律与不含断层时具有显著差别。为研究上下盘开采断层滑移失稳诱发地表异常沉陷机理,通过理论推导建立上... 当工作面上覆岩层中含有断层,开采造成断层带岩体滑移失稳时,断层露头处地表移动变形值往往异常增大。含有断层时的地表移动变形规律与不含断层时具有显著差别。为研究上下盘开采断层滑移失稳诱发地表异常沉陷机理,通过理论推导建立上下盘开采断层滑移失稳力学模型和土体近似悬臂断裂模型,并结合数值模拟和相似模拟实验对比分析上下盘开采断层滑移失稳机理及其难易程度。研究结果表明:断层露头处地表异常沉陷是断层滑移失稳后土体在断层露头处受悬臂作用而发生断裂的结果,上盘开采断层露头附近地表裂隙或台阶偏向采空区外侧,下盘开采断层露头附近地表裂隙或台阶偏向采空区;上盘开采断层可稳定区域比下盘开采大,上盘开采断层更容易维持稳定,下盘开采断层露头处地表更容易产生台阶下沉;上盘开采随断层倾角增大,断层稳定性变差,下盘开采当断层倾角小于断层带岩体内摩擦角时,断层一定会滑移失稳,而下盘开采随断层倾角增大,断层稳定性增强;下盘开采断层露头处剪应力与正应力的比值为上盘开采的5倍左右,下盘开采断层带岩体更容易滑移失稳;断层作为岩体中天然弱面存在,对采动应力的传递具有阻断效应。研究结果对分析断层影响下的地表沉陷规律及断层露头处建、构筑物的保护具有一定意义。 展开更多

关键词 异常沉陷 断层滑移失稳 上下盘开采 台阶下沉 阻断效应

原文传递

采矿诱发断层滑移失稳机制与能量释放规律研究

16

作者 方旭刚 弓昊 +5 位作者 李地元 罗平框 蒋京泰 杨志 崔鹏 张发宇 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第7期24-34,共11页

为研究采矿诱发断层滑移失稳机制与能量释放规律,通过对现场围岩节理裂隙调查和钻孔取芯开展试验,获得了岩体节理裂隙产状分布及围岩基本力学参数,采用Hoek-Brown强度准则对不同层位岩体的力学参数进行修正,以离散断裂网络(Discrete Fra... 为研究采矿诱发断层滑移失稳机制与能量释放规律,通过对现场围岩节理裂隙调查和钻孔取芯开展试验,获得了岩体节理裂隙产状分布及围岩基本力学参数,采用Hoek-Brown强度准则对不同层位岩体的力学参数进行修正,以离散断裂网络(Discrete Fracture Network,DFN)形式将节理裂隙数据导入FLAC3D软件,构建精细化数值模型并进行了模拟分析。研究表明:将岩体库仑破裂应力增量ΔCFS作为断层滑移失稳的定量判据,可有效预测断层的滑移失稳区域;当主应力沿断层上盘方向进行偏转时,ΔCFS随着偏转角度与断层倾角增大而降低,断层周边岩体不易发生损伤破坏;当主应力沿着断层下盘方向进行偏转时,ΔCFS随着偏转角度与断层倾角增大而增大,断层周边岩体的损伤破坏程度加剧;断层滑移失稳分可以为3个阶段,即滑移蓄能阶段、稳定滑移阶段与滑移弱化阶段;断层周边岩体应变能密度集中区为断层滑移失稳时能量释放位置,岩体应变能密度分布呈现出积聚—向下扩散—重新积聚现象;利用断层滑移失稳的能量公式,可估算出断层滑移失稳时的能量释放大小。 展开更多

关键词 断层滑移失稳 库仑破裂应力增量 主应力偏转 应变能密度 能量释放

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基于地应力特征的断层滑动失稳评价方法研究 被引量：5

17

作者 赵伟 柴辉婵 +3 位作者 琚棋定 刘启蒙 张宇通 武康 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2019年第10期80-84,共5页

深部开采时高地应力影响着深部断层以及巷道的稳定性。以淮南矿区实测地应力数据为基础,通过分析不同深度的地应力特征,从地应力的角度研究得出了断层滑动失稳判据。结果表明:深部侧压系数KH值总体上大于1,Kh值均小于1,应力场类型主要为... 深部开采时高地应力影响着深部断层以及巷道的稳定性。以淮南矿区实测地应力数据为基础,通过分析不同深度的地应力特征,从地应力的角度研究得出了断层滑动失稳判据。结果表明:深部侧压系数KH值总体上大于1,Kh值均小于1,应力场类型主要为σH>σv>σh型,主要受走滑断层控制;结合库伦滑动准则和Anderson断层理论,得出淮南矿区深部逆断层滑动摩擦系数临界值为0.2,正断层和走滑断层临界值为0.4。最后应用该判据验证了淮南矿区各井田典型断层的稳定性,结果与实际情况一致,均处于稳定状态。 展开更多

关键词 淮南矿区 地应力 断层滑动失稳 深部开采 断层滑动摩擦系数

原文传递

河北高阳低凸起深部热储层回灌注水诱发断层失稳危险性探讨 被引量：1

18

作者 朱思雨 曹佳文 +4 位作者 丰成君 王继明 孟静 戚帮申 张鹏 《地质力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期220-235,共16页

近年来,注水诱发断层活化引发地震已成为深部地热资源安全开采面临的突出地质安全问题。河北高阳低凸起深部岩溶热储丰富,区内分布多条隐伏断层,研究旨在探明未来大规模开发高阳低凸起深部地热资源是否会诱发区内隐伏断层失稳破坏。研... 近年来,注水诱发断层活化引发地震已成为深部地热资源安全开采面临的突出地质安全问题。河北高阳低凸起深部岩溶热储丰富,区内分布多条隐伏断层,研究旨在探明未来大规模开发高阳低凸起深部地热资源是否会诱发区内隐伏断层失稳破坏。研究基于华北地区综合地应力场,利用莫尔-库伦准则计算热储区及邻区主要隐伏断层的初始稳定状态;选用Hsieh and Bredehoeft水文模型计算代表性地热井回灌注水10~40年产生的超孔隙水压力值;在初始稳定状态的基础上叠加该孔隙水压扰动,采用断层滑动失稳概率评价方法,分析长期回灌注水对断层稳定性的影响;讨论断层走向与最大水平主应力夹角变化对断层滑动失稳风险的作用规律。结果表明:高阳低凸起及邻区代表性地热井在170 m3/h注水速率条件下,持续注水40年产生的超孔隙水压力值最大不超过11 MPa,该扰动以注水井为中心向四周呈幂函数规律递减,其影响范围不超过8 km;持续回灌注水对高阳低凸起代表性地热井附近2 km范围内隐伏断层的稳定性影响显著,部分断层滑动失稳概率超过85%,具有极高的活化风险;距离注水井2 km范围内不同走向的断层,在单井回灌注水50年的作用下,滑动失稳概率随断层走向与最大水平主应力夹角的减小而迅速增加。文章研究方法及相关成果可为国内外深部地热资源安全开发利用提供地质科学支撑。 展开更多

关键词 高阳低凸起 地热 回灌注水 断层滑动失稳概率

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2021年云南漾濞M_(S)6.4地震亚失稳阶段的地震活动性特征分析 被引量：4

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作者 黄雅 陈佳 +4 位作者 金明培 李孝宾 茶文剑 王军 李四海 《地震研究》 CSCD 北大核心 2021年第3期357-366,共10页

使用亚失稳台阵和固定台站组成的密集台网观测资料,对2021年漾濞M_(S)6.4地震前滇西北地区完备震级以上地震的频度、断层总面积和b值等地震活动性参数进行时空扫描分析,发现研究区4级以上地震失稳前均有较为明显的增频、增总面积、低b... 使用亚失稳台阵和固定台站组成的密集台网观测资料,对2021年漾濞M_(S)6.4地震前滇西北地区完备震级以上地震的频度、断层总面积和b值等地震活动性参数进行时空扫描分析,发现研究区4级以上地震失稳前均有较为明显的增频、增总面积、低b值等共性特征,漾濞M_(S)6.4地震前以小震活动为指针的断层协同化演化进程大致可分为3个阶段:2020年5—12月为应变释放点产生阶段,小震频次缓慢增加;2021年1月至5月17日为应变释放点扩展和增多阶段,小震频次逐步增多,3级以上地震释放点明显增强,且有向主震震中迁移现象,后期成带状扩展;2021年5月18-21日为应变释放连接段,中小地震活动快速增长并最终连接成片,甚至重叠,且4级以上地震集中释放。而亚失稳过程则应是从2021年1月至5月17日为准静态阶段,2021年5月18-20日为准动态阶段。最后,讨论了出现明显的亚失稳过程的原因和断层协同演化进程划分存在的问题和不足。 展开更多

关键词 断层亚失稳阶段 协同化进程 地震活动性 漾濞M_(S)6.4地震 亚失稳密集台阵 滇西北地区

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长三角溧阳震区地应力环境及构造稳定性分析 被引量：2

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作者 范玉璐 张鹏 +4 位作者 高研 谭成轩 戚帮申 丰成君 李晓康 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2021年第5期1842-1852,共11页

溧阳震区地处长三角腹地,因短期内连续发生两次中强震而被广泛关注,其构造稳定性对长三角地区影响重大.目前溧阳震区地应力环境尚缺少实测数据,对震区内主要断裂在现今地应力环境下的稳定性认识不清.为此在溧阳震区开展深孔水压致裂地... 溧阳震区地处长三角腹地,因短期内连续发生两次中强震而被广泛关注,其构造稳定性对长三角地区影响重大.目前溧阳震区地应力环境尚缺少实测数据,对震区内主要断裂在现今地应力环境下的稳定性认识不清.为此在溧阳震区开展深孔水压致裂地应力测量工作,查明震区现今地应力环境,结果显示:最大水平主应力(SH)大小4.11~6.90 MPa,最小水平主应力大小(Sh)3.69~5.68 MPa;三个主应力的大小关系为Sv>SH>Sh;最大水平主应力方向为N70°W.依据库仑断层滑动失稳摩擦准则和Byerlee定律对震区内金坛—南渡、茅东、溧阳—南渡、南京—湖熟、宝堰—金坛五条主要断裂在现今地应力环境下的稳定性按产状差异分段进行分析,结果显示:在现今地应力环境下,五条主要断裂短期内滑动失稳的可能性较小,震区整体构造是稳定的,但NW向和NNE向两组断裂应力积累水平中等偏高,两组断裂交汇的震区中北部是未来需要重点关注的区域. 展开更多

关键词 长三角地区 溧阳震区 水压致裂地应力测量 库仑断层滑动失稳摩擦准则 Byerlee定律 构造稳定性

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