瀑布沟水库蓄水对其周围断层应力作用影响分析

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• 作者：程惠红张怀石耀霖
• 会议时间：2014-10-19
• 关键词：地震学 ; 应力分析 ; 水库工程 ; 分布规律
• 作者单位：中国科学院计算地球动力学重点实验室 中国科学院大学 北京 100049
• 母体文献：2014年中国地球科学联合学术年会论文集
• 会议名称：2014年中国地球科学联合学术年会
• 会议地点：北京
• 主办单位：中国地球物理学会
• 语种：chi
• 分类号：TV5;TD8

摘要

瀑布沟水库处于青藏高原与四川盆地的过渡地带,位于龙门山、鲜水河和安宁河三大断裂带交汇区域,库区周围存在多条活动断裂。数字台网显示白2006年10月至2013年7月已有4344个小震出现fll且集中在水库的大坝、库心及西南区域f21。为此,本文建立了瀑布沟水库三维孔隙弹性祸合模型,且充分考虑了库区真实的地形高程、水位动态变化、断层参数和非均匀岩层等因素。计算了瀑布沟水库蓄水后随着水位动态变化库区的弹性应力场、孔隙压力场和库仑应力变化,对库区的主要断层:金坪断裂、沪定-安顺场-公益海断裂、鹿了坪-大桥断裂及石棉-马前山断层等进行分析。初步计算结果显示,随着水库水位的增高孔隙压力和库仑应力均有所增加。在NWW向近水平主压应力作用下,库区断层发生走滑错动。瀑布沟水库蓄水初期(水位790m),库区5km深度最大孔隙压力变化为7.7kPa; 2011年1月水库水位为850m时,5km深度处最大孔隙压力变化达到了63.7kPa,地表最大形变量约5mm。水库蓄水在库区形成一个压应力场,若以走向为135。右旋走滑断层为发震断层,当水位为850m时,压应力最大值可达0.14MPa;同时剪应力增加,约15kPao 2011年1月库区Skm深度库仑应力变化最大值约为15.SkPa, 2014年5月库区Skm深度库仑应力变化最大为45.SkPa。由于金坪断裂穿过库区,水库蓄水孔隙压力沿着该断层迅速扩散,3km深度处最大库仑应力变化约为0.09MPa。结合库区的小震分布,可以看出弱的岩体、断层构造和构造背景控制了水库地震发生。同时认为,由于孔隙压力的扩散将使得深部断层不稳定,不排除瀑布沟水库库区未来可发生一些地震活动。