矿山地震活动多重分形特性与地震活动性预测

矿山地震活动可直接揭示矿山岩体活动状态和危险性水平。利用冬瓜山铜矿矿山地震监测数据,采用广义关联积分计算地震震源空间分布的分形维,利用Gutenberg-Richter关系中的b值与地震事件能量分形维关系计算地震能量分形维,并结合开采活动及矿山结构特征,研究矿山地震活动的分形结构特性和时域谱特征。研究结果表明,矿山地震活动具有多重分形特性,它与开采活动及矿山结构特点之间存在相关性;只有当计算空间区域的地震分形结构较均匀时,其分形维才能有效应用于地震活动性预测。这些空间通常对应于采掘类型少和结构单一的空间区域。地震空间分布分形维D∞反映了矿山地震活动状态,其时域谱具有较好的主震前兆特征,可以作为地震预测的参数;D2-D∞时域谱的地震前兆性较差,较难预测主震。     

太原市某新建桥项目的地震活动环境分析

通过对一新建梁桥工程的地震活动特征、地震活动的时空分布、震源深度、构造应力场和地震场影响等进行分析研究,并结合项目场地特征,得出其地震活动环境,为进一步划分潜在震源区、确定其地震活动性参数提供依据。     

断层滑动准则和稳定性评价及构造应力场的反演

 为研究矿震、突出等动力现象与断层滑动、开采深度的关系,首先在试验室进行砂岩双剪摩擦试验,从工程角度出发,确定砂岩的滑动准则。其次为研究地下岩体的稳定性,确定构造应力场的分布,针对地下岩体的赋存特点,在分析实测应力分布特点的基础上,通过地质动力区划方法建立地质构造模型,采用有限元法反演复杂断层扰动下的构造应力场,计算结果与矿区震源面制分析结果以及原岩应力测量结果取得较好的一致性。计算的高应力区域中心位置位于I级断裂的不连续地带,与地下地震多发地带相对应,说明构造应力是矿区地震的主要成因。研究表明,断裂面的失稳滑动是北票矿区地震的主要机制,构造应力的存在是矿震发生的必要条件,而矿区开采则是发震的诱导因素,北票断裂对区域其他次级断裂及其构造应力区起主导和控制作用,是北票矿区动力现象的动力源。     

基于定量地震学的矿山微震活动对开采速率的响应特性研究

 矿山地震活动是矿山开采的岩体动力响应,反映矿山岩体应力、变形和破坏状态。利用冬瓜山铜矿微震监测数据,基于定量地震学原理,采用累积视体积?VA、能量指数EI和累积开挖量?Vm时程曲线分析方法,研究矿山开采速率与微震变形之间的关系;并从能量的储存与释放的角度,结合视体积VA和弹性收敛体积VE,提出将累积地震视体积?VA与累积开采量?Vm之比作为微震活动对开采速率的响应系数(CSR),以表征岩体中能量的储存与释放关系。研究结果表明,矿山开采量对?VA和EI时程曲线特性有明显的影响,矿山开采速率与微震应变率存在对应关系,CSR的变化反映了系统的稳定变化趋势,可以方便地应用于矿山活动的监测分析和作为矿山生产速率控制的指导参数。     

三峡工程水库诱发地震问题研究

 全面回顾三峡工程水库诱发地震问题研究的历史过程、研究手段和方法,前期研究的基本观点和结论;重点介绍依靠高精度监测台网所获得的自2003年分期蓄水以来库区地震活动的详细情况,并对所有记录的震动进行类型划分,对其分布范围、活动特征(频度、强度和时空分布等)和规律进行统计、分析和研究。通过对蓄水后地震活动状况和特征的分析,检验前期研究的认识和结论,也获得了许多新的重要信息,如大量记录到的地震属废弃矿山充水塌陷型和岩溶型,以微震和极微震为主,有明显的地域性;岸坡岩体变形也可以得到震动的记录;构造型水库地震高潮的出现明显滞后于非构造型水库地震;两类地震衰减过程都十分明显等。这些资料不仅有助于对三峡工水库诱发地震的分析预测,也极大地丰富了水库诱发地震问题研究的内容。在此基础上,对三峡工程水库随着库水位抬升诱发地震的活动趋势进行预测。研究结果表明,在广泛、坚实地震地质工作的基础上,依靠高精度监测台网所获得的大量地震信息并对这些信息适时、认真细致地归纳、分析,对一个特定大坝工程水库诱发地震做出一定程度的预测是有可能的,并全面回答了当前有关三峡工程水库诱发地震的争论热点问题。     

活断层探测和地震危险性评价研究

大量针对地震研究数据的结果表明,当前活动断层产生的直下型地震,对城市造成了很大程度的损害。面对此种困境,应该使用地质探测技术,准确地对城市之下的地震活动断层分布状况进行确定,并确定地震的震源,有效地防御震害。云南省新平县地震地质结构较为复杂,历史上曾发生过多次破坏性地震,属地震设防高烈度地区,多年以来一直被国家和省列为重点监视防御区和地震重点危险区。因此,为了做好新平县防震减灾工作,就要进行活断层探测工作,从而发现地震的震源,对地震所造成的危害性进行评测。基于此,论文针对活动层探测以及地震危险性评价等相关内容展开探讨,以期能够详细了解活动断层危险性,采取针对性措施,促进新平县防震减灾工作健康发展。     

地震机制及其对地运动和波传播的影响——兼对若干基本概念的讨论

首先对地幔对流、大陆漂移和地震起源的机制做了尝试性分析，给出一个简单的力学解释。然后，考虑不同的震源类型，破裂传播以及岩体性质，大陆漂移和地震起源的机制对地面运动和波传播的影响。根据间断（阶跃）波理论阐明了至少应该有两个物理参量才能表征地震烈度，因为在震源处同时有应力阶跃和质点速度阶跃发生。也阐明了断层的破裂速度连同断层面积一起应是第三个重要影响参量，因为它对震源处卸载的时间函数的形式有决定性的影     

节理岩体中隧道开挖与地震作用下围岩的稳定性

节理、断层等不连续面的存在造成岩体变形的不连续性并且这些不连续面对岩体变形、应力等力学行为造成重要的影响。在地震的作用下节理而可能张开、滑移。在有临空面时，节理岩体将表现出显著的几何非线性和大变形。对已有的非连续变形分析程序进行了改进，应用改进的程序模拟了节理岩体中隧洞开挖的过程以及地震荷载作用下隧道围岩的动力响应，并模拟了围岩的失稳和破坏过程，这有助于了解节理岩体中隧道围岩的变形和破坏机制。从计算结果可以看出，非连续变形分析方法可很好地模拟节理岩体中的隧道开挖过程以及地震荷载作用下围岩从稳定、失稳到破坏的全过程。     

基于地震危险性特征分区的建筑物地震保险费率

按照地震危险性特征进行分区,同时考虑结构类别来规定多种地震保险费率的做法是目前国外地震保险业的主要方法,我国在这方面做得还不够.本文提出利用烈度的极值Ⅲ型概率分布函数中形状参数k将我国划分为3个危险性不同的特征区域,将城市结构按照类型划分为4类、农村结构划分为2类,从而可以厘定多组地震保险费率.结果表明,在基本烈度和结构类型相同的情况下,不同危险性特征区内的地震保险费率差别非常大,在全国范围内采用统一费率是不合适的,不能真正反映所在地区不同地震危险性的差别,在地震危险性特征分区的基础上厘定建筑物地震保险费率是十分必要的.     

概率性地震滑坡危险性区划方法及其应用

未来地震的发生具有一定的随机性,以研究区遭受一定超越概率水平地震动作用所开展的滑坡危险性区划,忽视了部分潜在发生的地震的影响,是一种条件概率下的危险性区划。基于概率地震危险性分析及Newmark累积位移评估模型,以滑坡概率为危险性指标,提出一种考虑潜在地震影响的概率性地震滑坡危险性区划新方法,并可对震源机制、场地类型及地形高度的影响进行修正。以天水研究区为例,采用第五代地震动参数区划图的潜在震源区划分方案,结合研究区工程地质岩性分组及地形高程数据,对研究区未来50 a内地震滑坡危险性进行区划,结果表明地震滑坡中、高危险区主要集中于黄土覆盖或泥岩出露且斜坡坡度大于30°的地区,其中又以渭河及其支流藉河、牛头河两岸部分地区的地震滑坡危险性较高,对天水市区周边及陇海铁路线构成威胁。     

煤田三维地震综合解释技术在复杂地质条件下的应用

 常规的煤田三维地震解释以时间域运动学信息为主,适用于地质条件不太复杂的情况。如果把这种方法应用于复杂的地下地质构造,则会因为信息量小降低解释的精度和可靠性。多信息、多学科相融合,即地震运动学和动力学相结合,地震与地质、测井多学科相结合,时间域和深度域相结合的综合解释技术是提高复杂地质条件解释精度的重要手段。地震属性技术、三维可视化技术、测井约束地震反演技术和基于空变速度场的时深转换技术是三维地震综合解释的关键技术。以淮南煤田为例,利用全三维可视化技术探测出煤层内的旋纽构造和新构造运动,利用地震属性中的运动学和动力学特征探测出煤系地层中的陷落柱,通过测井约束地震反演方法和基于空变速度场的时深转换技术实现煤系地层及煤层的空间预测,这些复杂地质构造的发现以及煤层的空间预测结果,对于重新评价煤田开采条件和储量具有重要意义。这项综合解释技术通过利用各种地质信息,有效地降低复杂地质条件下的勘探成本,因此,将成为今后解决煤田复杂构造和岩性勘探的主要手段。     

采矿诱发地震分类的探讨

为有利于矿震灾害的预测、预防和治理,针对目前矿震各种分类间尚未建立起相互联系体系的现状,应用该灾害机制的最新研究成果,按照有利于对症治理灾害的原则,照顾到已被普通接受的习惯,提出矿震层级分类的概念、原则和优越性。按照矿震发生受原生构造应力场作用方式、岩石介质物理力学性质及岩层力学结构对矿震的控制作用、矿震与采矿活动的相关性、次生应力场动力来源和矿震发生及破坏的部位分出5个层级16种矿震类型,强调区域构造应力场和开挖造成的岩体应力状态改变在矿震分类、研究和治理中作用的重要。     

兖州矿区某矿矿震活动规律研究

 根据兖州矿区某矿2004年11月～2009年3月监测矿震台网记录资料,研究了矿震震源定位精度的方法、震源空间分布与构造、较大矿震与原地应力、矿震与开采的关系。认为利用3分向矿震记录,并采用偏振分析和波形相关分析的方法可以提高震源定位精度;矿震发生与开采速度成正相关,在高发期与顶板周期来压呈相应同步关系,并且与开采进程不稳定程度密切相关的矿震导致顶板垮塌,形成强烈风暴摧毁了封堵墙。研究结果表明,3分向地震记录和波形分析在灾害性质诊断方面具有重要作用,为科学布置工作面,处置构造和高应力区,控制合理开采进度和防治矿震灾害提供了重要依据,是探索矿震预测的一条重要途径。     

基于地震反演方法的奥陶系顶部含隔水层探测

 利用三维地震勘探成果查明奥陶系顶部的岩性分布,从一个侧面证实奥陶系顶部隔水层的存在及分布特征,并解决底板突水防治问题,这也是当前煤田地震勘探中亟待解决的问题。地震反演技术是岩性地震勘探的手段之一,把具有高纵向分辨率的已知测井资料与连续观测的地震资料联系起来,提高三维地震资料的纵、横向分辨率和对地下地质情况的勘探研究程度。应用地震反演技术对试验区三维地震资料进行分析和研究,确定奥陶系顶部含、隔水层的空间分布和厚度变化。研究成果表明,奥陶系灰岩顶部有隔水层存在,这样可为建立矿井突水的水量预测模型提供基础资料。     

“带形窗”多层砖混建筑抗震设计

“带形窗”能否用于地震区多层砖房建筑一直是建筑师关注的问题，由于《建筑抗震设计规范》为防止局部震害，对多层砖房建筑窗间墙等局部尺寸提出了限值，因而，影响了“带形窗”立面形式在地震区多层砖房建筑中的应用。考虑“带形窗”对结构抗侧力刚度的影响，采用细致的抗震强度验算，加强了“带形窗”部分的结构构造措施，探讨了“带形窗”多层砖房建筑的抗震设计特点，首次尝试在低烈度地震区多层砖房建筑中使用“带形窗”的立面设计手法，立面造形美观，为丰富地震区多层砖房的建筑设计提供了有益的参考。     

采用隔震器的隔震建筑施工

安阳某综合楼工程基础设计中引进国外隔震理论，在３６个独立柱基上采用橡胶隔震支座，使上部建筑与基础形成柔性连接，当水平地震力作用时，可有效吸收地震能量，减轻建筑物的地震破坏。隔震建筑施工的关键工序是隔震器的安装、要求准确无误。     

某砖石古塔-地基相互作用系统地震反应分析

为了研究在考虑土与结构作用时砖石古塔的地震反应规律,为砖石古塔的抗震加固提供参考,以西安兴教寺玄奘塔为研究对象,通过附加人工边界,建立玄奘塔与地基相互作用系统的数值计算模型,同时输入三向地震波,对相互作用系统进行时程分析。计算结构的位移和应力反应,并与不考虑相互作用时的计算结果进行比较。结果表明,结构的水平剪应力、竖向剪应力及竖向正应力在塔体中部最大,层间位移值在塔体中部及顶部均较大,且最大值分布于中间楼层。由计算结果可知,中间楼层和顶层均为砖石古塔的抗震危险截面。     

岩体地震动力破坏问题研究

 研究岩体在地震动力作用下的破坏机制需要结合岩石力学、工程地质、地震工程、地震学等诸多学科。本文首先简要评论了岩石动力学的研究现状，然后对两种主要的动荷载——爆破和地震进行对比，通过对地震波产生的动应力和岩体强度特性的比较，认为岩体在地震动力作用下主要是拉张破坏和结构面破坏，并提出了岩体地震动力破坏的极限深度，最后讨论了地应力和地形对岩体地震动力破坏的重要影响。