新丰江水库地震孔隙弹性耦合有限元模拟

详细信息   

• 责任者：程惠红^c中国科学院计算地球动力学重点实验室 ; 张怀 ; 朱伯靖 ; 孙玉军 ; 郑亮 ; 杨少华 ; 石耀霖
• 刊名：中国科学：地球科学
• 出版年：2012
• 卷期：42^b6
• 关键词：水库地震 ; 孔隙结构 ; 耦合作用11^a广东20^a有限元法 ; 数值模拟31^a新丰江水库
• 页码：905～916
• 索书号：P106/141-1
• 图表：^c表4参50插图
• 分类号：1410
• 文摘期号：2013/03

摘要

1962年新丰江水库M_s6.1级地震是公认的水库诱发地震，对该水库蓄水造成的库仑应力变化进行量化估算，有助于对多大量级的库仑应力可以触发水库地震的这一基础性科学问题的了解。从这一角度出发，建立了新丰江水库三维孔隙弹性耦合模型，应用有限单元法计算水库蓄水引起库区应力场、孔隙压力场、断层上库仑应力的动态变化响应和蓄水累积的应变能。数值模拟结果表明：新丰江水库蓄水引起库区和其周围断层上库仑应力增大0.7～3.0 kPa，量值大小依赖于扩散系数；其中水体荷载部分引起的库仑应力变化小于0.5 kPa，孔隙压力扩散占主导因素；新丰江水库蓄水引起地面最大垂直形变量为-17.5 mm，与实测数据非常接近；水库蓄水累积应变能为7.3×10¹¹ J，小于M_s6.1地震波释放能量1%，表明地震释放的主要是构造应变能，水库蓄水仅起触发作用。