文档介绍：第六章水库诱发地震活动的工程地质分析
6·1 基本概念及研究意义
在一定条件下,人类的工程活动可以诱发地震,诸如修建水库,城市或油田的抽水或注水,矿山坑道的崩塌,以及人工爆破或地下核爆炸等都能引起当地出现异常的地震活动,这类地震活动统称为诱发地震( induced earthquake )。其形成一方面依赖于该区的地质条件、地应力状态和有待释放的应变能积累程度等因素;另一方面也与工程行为是否改变了一定范围内应力场的平衡状态密切相关。
一般说来诱发地震的震级比较小,震源深度比较浅,对经济建设和社会生活的影响范围也比较小。但是水库诱发地震则曾经多次造成破坏性后果,更有甚者,水库诱发地震还经常威胁着水库大坝的安全,甚至可能酿成远比地震直接破坏更为严重的次生地质灾害,因此对水库诱发地震发生的可能性应予以高度重视。
水库诱发地震活动发现于本世纪30年代。、1931年库区就产生了频繁的地震活动。此后,发现有相当一部分水库蓄水过程中伴随有水库诱发地震现象。
60年代以来出现了一些新的情况:
一方面是几个大水库相继产生了6级以上的强烈地震,造成大坝、附近建筑物的破坏和人员的死伤;
另一方面是发现了深井注水(美国)可以诱发地震,为水库诱发地震的形成机制提供了有价值的资料。于是这方面的研究重新活跃起来。
水库诱发地震活动性变化的几种典型情况
自1975年第一届国际诱发地震会议以来,经过研究的与水库蓄水有关的地震活动性变化的事例迅速增多。其中有的是活动性(频度、强度)增加,这类事例公认的约有百余例;活动性减弱的事例也有4例,绝大多数水库蓄水后地震活动性没有变化。下面分别介绍各种典型情况,而以水库活动性增强为着重点。
蓄水后地震活动性增强
卡里巴—科列马斯塔型
地震活动性的主要变化主要发生在1963年6月水库蓄水位超出正常高水位之后,,此时水头增值仅为2%,以此作为地震活动性强烈变化的诱因是缺乏说服力的。可是在正常高水位附近,水位波动几米库容变化却很大,显然库底岩石所承受的水库附加荷载以及附加荷载的影响深度都随之产生较大变化,水库底部承受附加应力超出一定值的岩石的体积也会产生很大变化。
美国
胡佛坝(米德湖)
希腊
科列玛斯塔坝
赞比亚
卡里巴坝
坝型及坝高(m)
重力拱坝,222
心墙堆石坝,165
双曲拱坝,127
库容(亿m3 )
367
1604
开始蓄水及满库时间
1935;
;
;
地
震
活
动
特
征
第一次地震时间
地震次数
(起止时间)
6000次(1936-1945)
10000次(1936-1971)
M≥,
余震2580次(1966-1968)
M≥,1397次
(-)
主震震级(时间)
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较大地震震级
(时间)
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地震活动与水库蓄水的时空相关性及其它特征
水库水升高到100m以上时发生地震,随水位进一步增高地震活动加强,库水达到正常高水位并继续上升时发生主震,95%以上的地震发生在距水库32km之内,震中沿断层分布
。1967-1972仅有宏观记录,地震活动频率与水位高度正相关。
地震活动限于水库区小范围内
地震活动与库水位的变化对应关系不明显,但与库底岩石中附加剪应力超过1巴的岩石体积Vτ正相关。
确切定位的159次地震大多数位于水库范围内,且绝大部分位于坝附近库水最深的盆地中
表6-1 水库诱发地震活动重要实例
印度
科因纳坝
中国
新丰江坝
中国
丹江口坝
塔吉克斯坦
努列克坝
块石混凝土重力坝,103
单支墩大头坝,105
宽缝重力坝,97
土石坝,305m
115
105
;
;
1