丹江口水库续建工程诱发地震研究

论文题目: 丹江口水库续建工程诱发地震研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 结构工程

作者: 刘素梅

导师: 彭少民,徐礼华

关键词: 水库诱发地震,丹江口水库,三维有限元模型,应力场,应变场,震级

文献来源: 武汉理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 水库诱发地震指在水库蓄水后,由于库水作用,改变了库区原有地震活动的频度和强度,而形成的地震。经过60多年的研究,取得了一些进展,但仍有许多问题有待于进一步解决。例如,至今还没有一个成熟的理论来解释水库诱发地震机制,并且研究大多还处于定性阶段。丹江口水库是我国已建成的最大水库之一,其续建工程是我国跨世纪宏伟工程-南水北调的源头。水库自1967年下闸蓄水后,库区地震活动加强,并于1973年在宋湾爆发了4.7级地震,震中烈度达7度,这对于大坝和库区人民生命财产的安全无疑是一种威胁。续建工程中,水位提高后是否会诱发更强的地震,是人们普遍关注的问题。因此,研究丹江口水库诱发地震具有十分重要的社会意义和理论意义。本文以丹江口水库为对象,研究大型水库的诱发地震机制,并针对丹江口水库续建工程的地震活动做出评价,主要进行了以下几个方面的深入研究: 1、通过分析丹江口水库区的地震地质条件和水文地质条件,研究其对水库诱发地震的影响。分析结果表明,丹库区水文地质条件复杂,有利于库水向深部渗透,诱发地震。而汉库区水文地质条件简单,库区多由透水性微弱的岩石组成。库水向深部渗透困难,难以诱发地震。 2、分析丹江口水库初期蓄水前后地震活动特点,发现丹库在蓄水后地震活动加强,但汉库的地震活动在蓄水前后变化不大。蓄水位和地震有着明显的正相关性,震区由库尾移向库首,并在丹库的林茂山和宋湾形成了两个地震密集区。但是,当水位达到初期工程最高水位,并诱发了4.7级地震后,蓄水位和地震的相关性逐渐消失,地震的活动性明显降低。 3、首次运用地理信息系统软件Mapinfo构建了可视化的丹江口水库诱发地震基础数据库,它为丹江口水库续建工程的地震预测、库区的防灾减灾提供重要的依据。该数据库系统可以安装在任何一台以Windows95/98/2000为操作平台的计算机上,通用性较好,并具有良好的可扩充性。数据库中各种基础数据可随时进行追加和调整,系统人机交互性好,操作方便。 4、首次根据丹江口库区的地质构造建立三维有限元模型,结合实测资料反演库区的构造应力场、地应力场和水压应力场,探讨水库诱发地震机制。计算结果表明,在水库诱发地震中,水体只起到触发作用,其诱发作用体现在几个方面:改变库区断层的稳定性;在库岸形成拉应力区,使地壳浅层的原有节理、

论文目录:

第1章 绪论

1.1 水库诱发地震分类和特点

1.1.1 水库诱发地震分类

1.1.2 水库诱发地震特点

1.2 水库诱发地震研究的历史和现状

1.2.1 水库诱发地震地质条件研究

1.2.2 水库诱发地震诱震机理研究

1.2.3 水库诱发地震的地震学研究

1.2.4 水库诱发地震评价理论与方法

1.3 目前存在的问题

1.5 本文的研究工作

第2章 库区蓄水前后地震活动特征

2.1 库区蓄水前后地震活动频度特征

2.2 库区蓄水前后地震活动强度特征

2.3 蓄水前后地震分布特征

2.4 本章小结

第3章 库区地震地质条件及其构造特点

3.1 库区地壳结构轮廓

3.2 库区基底和盖层

3.3 库区构造

第4章 库区水文地质条件

4.1 库区水文地质条件

4.2 水文地质条件对水库诱发地震的影响

4.3 库水的作用

4.4 水库诱发地震的水文地质概念模型

4.5 本章小结

第5章 水库诱发地震基础数据库建设

5.1 构建数据库的软件平台

5.2 需求分析

5.3 原型的概念化设计

5.3.1 数据库的宏观地理定义

5.3.2 数据库数据模型的确定

5.4 详细设计

5.4.1 数据源的选择

5.4.2 各种数据的评价

5.4.3 空间数据层的设计

5.4.4 数据字典

5.4.5 空间数据库的管理

5.5 实施规划

5.5.1 数据采集过程

5.5.2 空间数据的数字化过程

5.5.3 属性数据的自动化处理

5.6 试点项目

5.6.1 定义试点项目的范围

5.6.2 试点项目的展示和验收

5.6.3 修改数据库设计和实施计划

5.7 数据库实施

5.8 丹江口水库诱发地震基础数据库的建立

5.8.1 数据库的建立

5.8.2 数据库的各功能模块

5.9 应用示例

5.10 本章小结

第6章 丹江口库区应力场的数值模拟

6.1 有限单元法基本原理

6.1.1 连续体弹性问题的特征及有限元分析过程

6.1.2 材料非线性问题的有限单元法

6.1.3 非线性有限元分析软件概述

6.2 地壳应力状态的研究

6.3 丹江口库区构造应力场的演变

6.4 库区现代构造应力场的数学模拟

6.4.1 丹江口库区有限单元法计算模型的建立

6.4.2 地应力场、构造应力场计算结果及分析

6.5 水压应力场数值模拟

6.5.1 初期工程和续建工程水压应力场计算结果及分析

6.5.2 水体载荷的作用

6.5.3 续建工程水库诱震可能性分析和地震危险区的确定

6.6 本章小结

第7章 水库诱发地震评价

7.1 水库地震评价的步骤

7.2 水库地震评价的内容

7.2.1 区域性的工程地质研究

7.2.2 构造地质研究

7.2.3 水文地质研究

7.2.4 地震研究

7.2.5 水库地震监测研究

7.2.6 国内外水库地震的震例资料的对比分析研究

7.3 水库地震评价方法

7.3.1 水库地震综合性分区评价的方法

7.3.2 水库地震强度评价方法讨论

7.4 丹江口水库续建工程诱发地震评价

7.4.1 地球释放动能公式的推导

7.4.2 丹江口水库续建工程强度评估

7.5 小结

第8章 结论与展望

8.1 本文的主要结论

8.2 水库诱发地震研究的展望

参考文献

博士在读期间发表论文目录

致谢

发布时间: 2005-10-11

相关论文

• [1].基于流固耦合理论的丹江口水库诱发地震机理研究[D]. 谢向东.武汉大学2010
• [2].水库诱发地震与孔隙压力扩散系数研究[D]. 刘远征.中国地震局地质研究所2014
• [3].水库诱发地震时空演化特征及其动态响应机制研究[D]. 周斌.中国地震局地质研究所2010
• [4].基于关联规则和云模型的水库诱发地震风险多层次模糊综合评价[D]. 钟鸣.华中科技大学2013
• [5].地震活动不均匀性及地震断层相互作用的力学机制研究[D]. 刘桂萍.中国地震局地球物理研究所2000
• [6].地块变形与断层地震的耦合数值模拟[D]. 于泳.中国地震局地质研究所2002
• [7].不同构造环境的地震活动丛集特征研究[D]. 陈时军.中国地震局地质研究所2004
• [8].中国大陆强震的成组活动特征及发生机制研究[D]. 张晓东.中国地震局地球物理研究所2004
• [9].区域古地震研究[D]. 闵伟.中国地震局地质研究所1998
• [10].混合梁斜拉桥施工控制技术研究[D]. 高荣雄.武汉理工大学2005

标签：水库诱发地震论文;  丹江口水库论文;  三维有限元模型论文;  应力场论文;  应变场论文;  震级论文;