非弹性应变恢复法三维地应力测量——汶川地震科学钻孔中的应用

发布时间：2018-11-03 14:42

【摘要】：随着地球动力学和深部能源开发利用等研究工作的不断深入,深部应力状态的研究越来越重要,但目前尚没有即经济又简便完善的深部三维地应力测量方法.基于岩芯的非弹性应变恢复法是近年来发展起来的深部三维应力测量方法.汶川5·12地震后,中国大陆首次将该方法应用于科学钻孔的地应力测量.本文详细介绍了这一方法现场测量岩芯非弹性恢复应变的基本流程,并对此法测量的岩芯首次开展了岩石非弹性应变恢复柔量的实验研究,将现场非弹性应变测量与室内非弹性应变恢复柔量实验相结合,确定汶川地震科学钻一号孔(WFSD-1)1173 m处最大主应力方向为NW64°,实测得到岩石的剪切与体积模式非弹性应变恢复柔量的比值为2.9,计算得到最大、中间和最小主应力分别为43,28和25 MPa.结合龙门山地区其他方法的地应力测量结果,表明龙门山断裂带从NE到SW现今最大主应力作用方向表现为由EW→NEE→NWW的变化规律,龙门山断裂带现今地应力作用方向的分段性特征与5·12汶川地震时龙门山断裂带西南段逆冲为主,东北段走滑为主的运动特点相吻合,研究结果对于认识汶川地震的动力学机制具有一定参考价值.
[Abstract]:With the development of geodynamics and deep energy exploitation and utilization, the study of deep stress state is becoming more and more important, but there is no economical and simple method to measure deep stress. The inelastic strain recovery method based on core is developed in recent years. After the Wenchuan 512 earthquake, the method was first applied to the geostress measurement of scientific boreholes in mainland China. This paper introduces in detail the basic flow of this method to measure the inelastic recovery strain of the core in situ, and for the first time, an experimental study on the inelastic strain recovery flexibility of the core measured by this method has been carried out. Combining the field inelastic strain measurement with the indoor inelastic strain recovery compliance experiment, it is determined that the maximum principal stress direction at 1173 m of WFSD-1 in Wenchuan earthquake is NW64 掳. The ratio of shear to volume model inelastic strain recovery compliance is 2.9, and the maximum, intermediate and minimum principal stresses are 431,28 and 25 MPa., respectively. Combined with the results of in-situ stress measurement by other methods in Longmen Mountain area, it is shown that the direction of maximum principal stress from NE to SW in the Longmenshan fault zone is changed from EW NEE NWW. The segmental characteristics of the present direction of geostress in the Longmenshan fault zone coincide with the characteristics of the thrust in the southwest segment of the Longmenshan fault zone and the strike-slip movement in the northeast segment of the Longmenshan fault zone during the 512 Wenchuan earthquake. The results have some reference value for understanding the dynamic mechanism of Wenchuan earthquake.
【作者单位】： 中国地质科学院地质力学研究所;国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室;Kochi
【基金】：国家科技支撑-汶川地震断裂带科学钻探井中探测项目(编号:2008WFSD-03) 国土资源部深部探测技术与试验研究专项(编号:SinoProbe-07) 日本学术振兴会基金项目(编号:B-25287134) 中国地质科学基本科研业务费(编号:SYS1301)资助
【分类号】：TU452

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 崔效锋;胡幸平;俞春泉;陶开;王艳华;宁杰远;;汶川地震序列震源机制解研究[J];北京大学学报(自然科学版);2011年06期

2 安其美,丁立丰,王海忠,赵仕广;龙门山断裂带的性质与活动性研究[J];大地测量与地球动力学;2004年02期

3 谢富仁,崔效锋,赵建涛,陈群策,李宏;中国大陆及邻区现代构造应力场分区[J];地球物理学报;2004年04期

4 胡幸平;俞春泉;陶开;崔效锋;宁杰远;王艳华;;利用P波初动资料求解汶川地震及其强余震震源机制解[J];地球物理学报;2008年06期

5 杜义;谢富仁;张效亮;荆振杰;;汶川M_s8.0级地震断层滑动机制研究[J];地球物理学报;2009年02期

6 石耀霖;曹建玲;;库仑应力计算及应用过程中若干问题的讨论——以汶川地震为例[J];地球物理学报;2010年01期

7 王连捷;孙东生;林为人;崔军文;彭华;高禄;王薇;唐哲民;乔子江;;地应力测量的非弹性应变恢复法及应用实例[J];地球物理学报;2012年05期

8 张国民;我国大陆强震活动的韵律性特征[J];地震地质;1987年02期

9 彭华;马秀敏;姜景捷;;差应变法地应力测量——以汶川地震断裂带科学钻探WFSD-1钻孔为例[J];地质力学学报;2011年03期

10 刘健;熊探宇;赵越;张永双;陈群策;;龙门山活动断裂带运动学特征及其构造意义[J];吉林大学学报(地球科学版);2012年S2期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 崔效锋;胡幸平;俞春泉;陶开;王艳华;宁杰远;;汶川地震序列震源机制解研究[J];北京大学学报(自然科学版);2011年06期

2 刘树根;田小彬;李智武;孙玮;郭兵;刘顺;;龙门山中段构造特征与汶川地震[J];成都理工大学学报(自然科学版);2008年04期

3 刘顺,孙天泽,钟大赉;基性麻粒岩半脆性域剪切带形成机制的实验研究[J];成都理工学院学报;1997年03期

4 王皓;梁冰;李国臻;王永岩;;在软岩中测量地应力传感器与围岩的相互作用[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2006年04期

5 杨端生,胡辉;单向应力状态下线性强化弹粘塑性材料的流变性质[J];长沙电力学院学报(自然科学版);2002年01期

6 张斌,卢宝贤,李静辉;木材弯曲蠕变的试验研究[J];东北林业大学学报;1987年01期

7 张斌,卢宝贤,李静辉;小兴安岭几个主要树种的蠕变特性[J];东北林业大学学报;1988年02期

8 李静辉,刘广仁,卢宝贤,张斌;受剪薄木板在变载下的挠度[J];东北林业大学学报;1992年05期

9 孟宪森,关玉辉;松辽盆地及其周边地区中强地震成组活动特征[J];东北地震研究;2005年03期

10 薄万举,杨国华,谢觉民,郭良迁,王若柏,华彩虹;郯庐断裂带地壳活动新特征[J];东北地震研究;1996年04期

相关会议论文 前10条

1 吴晶;王辉;曹建玲;高原;王琼;;地壳介质非均匀性对华北地区强震活动的影响[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届（2011年度）学术年会论文集(上)[C];2012年

2 王若;王妙月;底青云;王光杰;周坚鑫;;巴颜喀拉块体东南缘地质构造的航磁反演成像[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第四卷)[C];2008年

3 李守定;李晓;张军;赫建明;李世海;汪阳春;;唐家山滑坡成因机制与堰塞坝整体稳定性研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届（2010年度）学术年会论文集(下)[C];2011年

4 秦四清;徐锡伟;胡平;王媛媛;黄鑫;泮晓华;;孕震断层的多锁固段脆性破裂机制与地震预测新方法的探索[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届（2010年度）学术年会论文集(下)[C];2011年

5 张博庭;;周年回眸:汶川大地震告诉我们什么结论?[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展[C];2009年

6 王妙月;;固体地球内部几何结构成像和物性结构成像[A];纪念中国地球物理学会成立60周年专辑[C];2007年

7 周仕勇;王锐;邓凯;徐辉辉;姜明明;程万正;;紫坪坝水库对龙门山地震带地震活动的影响研究[A];中国地球物理·2009[C];2009年

8 郑勇;谢祖军;汪荣江;倪四道;熊熊;葛粲;;地壳结构对汶川余震定位及震源机制反演的影响[A];中国地球物理·2009[C];2009年

9 范桃园;;中国大陆现今活动构造格架与构造应力场球壳有限元分析[A];中国地球物理·2009[C];2009年

10 郑亮;石耀霖;张怀;;水库蓄水应力场变化及地震危险性的三维并行有限元模拟[A];中国地球物理·2009[C];2009年

相关博士学位论文 前10条

1 赵闯;岩石粘弹性质的实验研究[D];中国科学技术大学;2011年

2 李佐臣;扬子地块西北缘后龙门山造山带（北段）物质组成、构造特征及其形成演化[D];长安大学;2009年

3 王卫东;西安地裂缝形成的区域稳定动力学背景研究[D];长安大学;2009年

4 巨广宏;高拱坝建基岩体开挖松弛工程地质特性研究[D];成都理工大学;2011年

5 刘建坡;深井矿山地压活动与微震时空演化关系研究[D];东北大学;2011年

6 余学芳;混凝土结构裂缝的有限元模拟[D];浙江大学;2012年

7 焦明若;孕震过程的数学物理模拟及其在地震预测研究中的应用[D];中国地震局地球物理研究所;2000年

8 杨选辉;非稳态非线性信号处理理论和方法在地震资料分析中的应用研究[D];中国地震局地球物理研究所;2000年

9 万永革;“地震静态应力触发”问题的研究[D];中国地震局地球物理研究所;2001年

10 周志军;低渗透储层流固耦合渗流理论及应用研究[D];大庆石油学院;2003年

相关硕士学位论文 前10条

1 魏明俐;深部软岩巷道围岩稳定性分析与控制技术研究[D];山东科技大学;2010年

2 吕海波;岩石三维内部裂隙扩展过程的数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年

3 姚海亮;浅源地震特征分析与矿山地震相关性研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

4 郑仰发;构造应力场及其对瓦斯突出的影响研究[D];沈阳大学;2011年

5 黄吕卫;玛尔挡水电站坝肩高边坡工程地质研究[D];兰州大学;2011年

6 张顺;玛尔挡电站地下厂房洞室工程地质研究[D];兰州大学;2011年

7 丰成君;龙门山断裂带东北段现今地应力状态研究[D];中国地质科学院;2011年

8 胡静云;特大复杂采空区稳定性微震监测技术理论与应用研究[D];长沙矿山研究院;2011年

9 李智蓉;潮汐对大震的触发作用研究[D];中国地震局地震预测研究所;2011年

10 周青云;龙门山断裂带南段地壳的接收函数方法研究[D];中国地震局地震预测研究所;2011年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 崔效锋;胡幸平;俞春泉;陶开;王艳华;宁杰远;;汶川地震序列震源机制解研究[J];北京大学学报(自然科学版);2011年06期

2 吴山;;龙门山巨型滑覆型飞来峰体系与龙门山构造活动性[J];成都理工大学学报(自然科学版);2008年04期

3 李勇;周荣军;董顺利;张毅;何玉林;陈浩;闫亮;乔宝成;马博琳;;汶川地震的地表破裂与逆冲-走滑作用[J];成都理工大学学报(自然科学版);2008年04期

4 李智武;刘树根;陈洪德;刘顺;郭兵;田小彬;;龙门山冲断带分段-分带性构造格局及其差异变形特征[J];成都理工大学学报(自然科学版);2008年04期

5 宋鸿彪;龙门山造山带地质和地球物理资料的综合解释[J];成都理工学院学报;1994年02期

6 周翠英,华爱军,蒋海昆,董旭光,吴延河,张玲,侯海峰;以格点尝试法求取的山东地区现代中小地震震源机制解[J];东北地震研究;2003年01期

7 蒋铭,马宗晋;华北第三、四地震活跃期的对比[J];地震;1985年06期

8 傅征祥,程燕;中国大陆近代幕式地震活动的某些特征[J];地震;1986年02期

9 石耀霖;关于应力触发和应力影概念在地震预报中应用的一些思考[J];地震;2001年03期

10 安其美,丁立丰,王海忠,赵仕广;龙门山断裂带的性质与活动性研究[J];大地测量与地球动力学;2004年02期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 宋鸿彪,刘树根;龙门山中北段重磁场特征与深部构造的关系[J];成都理工大学学报(自然科学版);1991年01期

2 陈祖安;林邦;白武明;程旭;;2008年5月12日汶川8.0级地震孕震机理研究[J];国际地震动态;2009年04期

3 赵珠,范军,郑斯华,长谷川昭,堀内茂木;龙门山断裂带地壳速度结构和震源位置的精确修定[J];地震学报;1997年06期

4 赵珠,汪碧澜,龙思胜,陈银;1999年四川绵竹清平5.0级地震序列构造活动特征[J];地震地磁观测与研究;2001年06期

5 胡先明;;紫坪铺水库蓄水前天然地震活动[J];四川地震;2007年02期

6 唐方头;邓志辉;梁小华;蒋浦;;龙门山中段后山断裂带晚第四纪运动特征[J];地球物理学进展;2008年03期

7 张培震;徐锡伟;闻学泽;冉勇康;;2008年汶川8．0级地震发震断裂的滑动速率、复发周期和构造成因[J];地球物理学报;2008年04期

8 冉勇康;陈立春;陈桂华;尹金辉;陈杰;宫会玲;史翔;李陈侠;;汶川M_S8.0地震发震断裂大地震原地重复现象初析[J];地震地质;2008年03期

9 石玉涛;高原;张永久;太龄雪;赵博;;汶川地震余震序列的地震各向异性初步分析[J];国际地震动态;2008年11期

10 王涛;马寅生;龙长兴;谭成轩;吴树仁;;四川汶川地震断裂活动和次生地质灾害浅析[J];地质通报;2008年11期

相关会议论文 前10条

1 楼海;王椿镛;吕智勇;姚志祥;;龙门山断裂带深部构造和地壳组分的分段特征[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年

2 易桂喜;龙锋;乔慧珍;辛华;;青藏高原东缘龙门山断裂带南西段地震危险性分析[A];中国地震学会第14次学术大会专题[C];2012年

3 徐杰;高祥林;周本刚;计凤桔;张进;白玉柱;陈国光;;2008年汶川8.0级地震的发震构造——沿龙门山断裂带新生的地壳深部断裂[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年

4 周青云;陈棋福;;应用接收函数方法研究龙门山断裂带南段莫霍面突变[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年

5 雷建设;赵大鹏;苏金蓉;张广伟;李凤;;龙门山断裂带地壳精细结构与汶川大震发震机理[A];中国地震学会成立三十年学术研讨会论文摘要集[C];2009年

6 李乐;陈棋福;苏金蓉;;利用重复地震估算龙门山断裂带的深部滑动速率[A];中国地球物理·2009[C];2009年

7 柳畅;石耀霖;;龙门山断裂带粘弹性岩石圈应力模拟及大地震的复发周期[A];中国地球物理·2009[C];2009年

8 崔作舟;;龙门山断裂带的深部构造及其两侧的地壳结构[A];1991年中国地球物理学会第七届学术年会论文集[C];1991年

9 杨志根;;龙门山断层带的GPS测量与2008年汶川特大地震[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年

10 方慧;王绪本;鲁霞;庞溯;;龙门山断裂带深部地质地球物理综合研究[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者 刘纯友　通讯员 王宁川;地质皖军汶川探寻地震奥秘[N];安徽日报;2009年

2 本报记者 张婷婷;处于 “减震”区 成都很安全[N];成都日报;2008年

3 罗会江　本报记者 胡彦殊 实习生 彭鹏;大地深处,打探地震的秘密[N];四川日报;2009年

4 蔚华　本报记者 魏星奎;国土部门多管齐下防患未然[N];绵阳日报;2010年

5 本报记者 陆振华;失落的地震预测[N];21世纪经济报道;2010年

6 本报记者 罗会江　本报通讯员 胡彦殊;探秘汶川地震科学钻[N];地质勘查导报;2010年

7 记者 赵凡;坚定信念 加快进度[N];中国国土资源报;2010年

8 加拿大蒙特利尔大学工学院民用、地质与采矿工程系教授 中国科学院海外评审专家 嵇少丞;断层死活不能轻易下结论[N];第一财经日报;2010年

9 本报记者 江迪;加强监测能力 重视减灾工作[N];人民政协报;2010年

10 本报记者 陈松;一个地质专家的灾区10日行[N];四川日报;2009年

相关博士学位论文 前10条

1 姚路;龙门山断裂带断层泥中速—高速摩擦性质的实验研究[D];中国地震局地质研究所;2013年

2 张雷;龙门山断裂带断层岩在水热条件下的摩擦滑动特性实验研究[D];中国地震局地质研究所;2013年

3 郭飚;非均匀各向异性介质的地震P波走时层析成像研究[D];中国地震局地质研究所;2009年

4 薛艳;巨大地震活动特征及其动力学机制探讨[D];中国地震局地球物理研究所;2012年

5 武艳强;三维数值流形方法研究及其在地学中的初步应用[D];中国地震局地质研究所;2012年

6 何玉林;青藏高原东缘主干断裂活动性及其构造变形模式研究[D];成都理工大学;2013年

7 王明明;汉中盆地发育机制及构造演化研究[D];中国地震局地质研究所;2013年

8 兰双双;深层地下水位动态对地震活动响应关系的研究[D];吉林大学;2010年

9 邓津;低频事件的全球分布及汶川震前实例分析[D];中国地震局地球物理研究所;2012年

10 李昱;川西地区地壳三维速度结构环境噪声高分辨率地震成像研究[D];中国地震局地质研究所;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 丰成君;龙门山断裂带东北段现今地应力状态研究[D];中国地质科学院;2011年

2 高中;龙门山断裂带深部构造变形的粘弹性模拟与分析[D];复旦大学;2011年

3 田文;龙门山断裂带地震活动性研究[D];成都理工大学;2013年

4 宋文杰;利用被动源地震剖面研究龙门山断裂带及邻区的深部结构[D];成都理工大学;2011年

5 王成;利用接收函数反演龙门山断裂带及邻区深部结构[D];成都理工大学;2012年

6 周青云;龙门山断裂带南段地壳的接收函数方法研究[D];中国地震局地震预测研究所;2011年

7 邓文泽;龙门山断裂带精细速度结构的双差层析成像研究[D];中国地震局地质研究所;2013年

8 孟文;活动断裂与现今地应力相互作用关系研究[D];中国地质科学院;2013年

9 侯林锋;龙门山断裂带中段含碳酸盐断层的内部结构和高速摩擦性质研究[D];中国地震局地质研究所;2012年

10 赵静;块体模型与负位错模型分析川滇地区块体应变与断裂带变形特征[D];中国地震局地震预测研究所;2012年

，

本文编号：2308091