天然地震：M0－M1＝1.2 (浅源大震) M0－M1 与地震区应力状态和介质的不均一性有关。
3.水库诱发地震发生的地质背景条件
一、区域地质背景： （1）地质背景的多样性。 （2）区域构造背景与强震的相关性：产生强烈诱发地震活动的地质背景具有专属性。据统计，发生Ms4.0 以上地震的水库，几乎全部位于构造活动区内。
（3）发震区应变能积累程度及速率：震源区岩体应力集中或应变能积累程度与岩体破裂极限所需应变能的差值，是控制诱发地震的时间滞后的主要因素。天然构造应力场的应变能积累速率也是产生诱发地震的重要背景之一。
二、发震区地质条件：
（1）构造条件：这是断裂活化型诱发地震的必要条件。
（2）岩性条件：发震机率与岩石性质有关，震级大小与岩石强度有关。
（3）水文地质条件：水文地质条件是控制水库诱发地震的重要因素，它决定着诱发地震的机制。 （4）外动力地质作用：外动力地质作用的类型和发育程度及其在人类工程活动条件下所可能产生的变化，是外生成因诱发地震的控制因素。
4.水库诱发地震的诱发机制（水岩作用、水诱发机制、不同构造背景条件下的诱发机制）
水岩作用
一、降低岩体及结构面的强度：水渗入岩体后通常产生软化、泥化和润滑作用。水对岩石的软化作用表
现为岩石浸水后强度的降低。对于含泥质及亲水矿物较多的岩石或破碎带，水的软化作用最为明显。泥化作用一般产生于岩体的断裂错动带和软弱结构面上。
二、促进岩体中断裂的生长：
（1）应力腐蚀作用：在地下水和应力的持续作用下，当应力强度因子高于某一界限值，但又低于快速破裂传播的临界应力强度因子时，岩石所发生的缓慢的、亚临界的裂纹生长过程，被称为应力腐蚀。 （2）楔裂作用：当裂隙岩体处于封闭水环境中时，由于高压水体局部集中于有限的裂隙带而产生“楔入推移力”，造成裂缝尖端的破坏和裂隙的发展。
三、水体荷载作用：水库蓄水后，巨大的水体荷载对库基岩体产生附加应力并引起岩体垂直变形及挠曲
变形(弯梁效应)。
四、空隙水压力效应：水库蓄水后，水体向深部渗入或人工注水均将引起原地下水位以上岩体裂隙或孔
隙的充水饱和，由此导致与地面水体有连通关系的深部断裂带中空隙水压力的升高和有效应力的变化，从而改变了岩体和断裂带的应力状态，称为空隙水压力效应。
水库诱发地震的诱发机制：水荷载诱发型、空隙水压力诱发型。
水诱发机制：在天然构造应力场已接近某种临界状态的背景上，由水体荷载在岩体内造成的附加应 力
使陡倾断裂面上的应力状态发生变化，两侧断块失去平衡状态，断块产生倾向滑动而诱发地震活动。
不同构造背景条件下的诱发机制：正断型（倾滑型）构造应力场、平移塑（走滑型）构造应力场、 逆
冲型（逆滑型）构造应力场。
5.诱发地震的工程地质研究及预测方法 工程地质研究
一、建库前的地震地质研究
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（1）第一阶段在水电工程地质勘察的流域规划、可行性研究及初步设计阶段依次进行，对诱发地震的可能性及强度做出初步评价。 主要工作内容包括：
1、工程开发区所处的构造单元内新构造运动及天然地震活动成因及历史； 2、工程开发区及其邻近地区内潜在活动性断裂的性质及构造应力场；
3、配合地震部门利用高频流动地震台网队工程开发区的天然地震活动进行监测，确定噪声水平较低的地区。
（2）第二阶段根据第一阶段的勘察资料，当认为有必要对诱发地震加强研究时，应进行本阶段工作， 并在水库蓄水前1-2年开始。 主要内容包括：
1、工程有关地区内的地质和新构造的详细勘察； 2、安装固定的测震仪器，开始监测工作；
3、进行地应力测量，确定构造应力方向及量值； 4、布设地面精密水准测量网，进行精密测量；
5、安装对活断层进行监测的仪器设备，监测断块相对位移； 6、预测可能的地震序列、震级及震中的可能部位； 7、预测水库岸坡在未来地震时的稳定性； 8、对工程建筑物的抗震性能设计进行校核。 二、建库发震后的工程地质研究
水库建成蓄水后地震活动频繁，应进行以下相应研究：
1、配合地震工作人员进行监测，应增设流动台精确测震，测定震源位置，测定震源参数，研究地震序列；
2、装置地应力测试装置及倾斜仪等，观测地应力变化及地形变化的情况；
3、加强进行精密水准测量与三角测量，尤其当主震发生后，要立即测量并与地震前对比； 4、研究水位变动、库容增量与地震频度、震级的关系； 5、对诱发地震的发展趋势作出评价与预测；
6、配合设计、施工人员，对震害防治与处理措施提出建议。
十、地面沉降工程地质研究
1.地面沉降的基本概念
地面沉降:指地壳表面某一局部范围内的总体下降运动。
地面塌陷：是地面垂直变形破坏的另一种形式。它的出现是由于地下地质环境中存在着天然洞穴或人
工采掘活动所留下的矿洞，巷道或采空区而引起的，其地面表现形式是局部范围内地表岩土体的开裂、不均匀下沉和突然陷落。
2.我国地面沉降的基本特征
地面沉降是以缓慢的、难于察觉的向下垂直运动为主，只有少量的或基本没有水平向的位移，可能影
响的平面范围可大至几千平方公里。在某些实例中地面沉降是一种自然动力地质现象，而在多数实例中 这种现象是由人类活动所引起的，常以地壳表层一定深度内岩土体的压密固结或下沉为主要形式。近 年来的研究成果表明，地面沉降产生于特定的地质环境中并受到多种诱发因素的制约和影响。引起地面沉降的因素包括自然地质因素和人类工程活动因素两大类。地面沉降可以由单一因素诱发，而在许多情况下是由几种因素综合作用的结果。在诸因素中，人类工程活动因素常起着重要的作用。
3.地面沉降的诱发因素及地质环境
诱发因素
一、自然动力地质因素
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（1）地球内营力作用：包括地壳近期下降运动、地震、火山运动等。
（2）地球外营力作用：包括溶解、氧化、冻融等作用。地下水对土中易溶盐类的溶解，土壤中有机组分的氧化，地表松散沉积物中水分的蒸发等，均可能造成土体孔隙率或密度的变化，促进土体自重固结过程而引起地面下降。 二、人类活动因素
（1）持续性超量抽取地下水：在松散介质含水系统中长期的、周期性的开采地下水，当开采量超过含水系统的补给资源(即动储量)限额时，将导致地下水位的区域性下降，从而引起含水砂层本身的压密以及其顶底部一定范围内饱水粘性土层中的孔隙水向含水层运移(即越流作用)。在渗流的动水压力和土层孔隙水排出所相当之附加有效应力作用下，粘土层发生压密固结，从而综合影响导致了地面沉降。 （2）开采石油：开采石油是人工抽取地下液体的另一种重要形式，在某些埋藏较浅的半固结砂岩含油层中，抽取石油可引起砂岩孔隙液压的下降，未完全固结的砂岩在上覆岩层自重压力作用下继续固结，引起采油区地断下降。
（3）开采水溶性气体：日本新隅因开采水溶性天然气——甲烷而持续地大量抽水，导致开采层地下水位下降及含气层的压缩，产生了大幅度的地面沉降。
（4）其他因素：大面积农田灌溉引起敏感性土的水浸压缩；地面高荷载建筑群相对集中时，其静荷载超过土体极限荷载而引起的地面持续变形；在静荷载长期作用下软土的蠕变引起的地面沉降；地面振动荷载引起的地面沉陷等。 地质环境
（1）近代河流冲积环境模式：近代河流冲积、环境模式以河流中下游高弯度河流沉积相为主。
（2）近代三角洲平原沉积环境模式：三角洲位于河流入海地段，介于河流冲积平原与滨海大陆架的过渡
地带。
（3）断陷盆地沉积环境模式：一般位于三面环山，中部以断块下降为主的近代活动性地区。
4.地面沉降机理（主要是降水引起的地面沉降）
空隙水压力在总应力总是保持着相对独立性。从饱和含水层中抽水时引起的含水层静水压力的下降不影响地层的总应力，即在抽水过程中孔隙水压力的变化将转化为土体骨架上的有效应力。即：Pe=P-Pw。当饱和含水层中孔隙水压力下降时，由土粒骨架承担的有效应力将相应增加。当Pw 趋向于0 时，Pe趋向于Pw。不论饱和含水层固结状态如何，只有当有效应力Pe 超过饱和含水层的预固结压力时，包含含水层开始压缩，即引起地面沉降。与此同时，饱和含水层中的孔隙水向下一层承压含水层的渗流运动所引起的渗透应力对该饱和含水层中矿物颗粒的重排列也起到一定作用，促进了地面的沉降。
5.地面沉降预测的内容、基本方法及预测成果
预测内容：重点在于研究地面沉降形成和发展规律，以便对其可能出现的地点、范围和灾害规模做出
早期预测。
预测的基本方法:常规方法（分层总和法）、数理统计法、准三维计算法、基于真三维水流模型的计算
法、三维完全耦合模型。
预测成果：预测性图件、预测性曲线。
6.地面沉降控制和治理的原则和措施
原则:(1)对已产生地面沉降的地区，进行地下水资源管理。
(2)对可能发生地面沉降的地区，应预测地面沉降的可能性及危害程度。
措施
表面治理措施：对已产生地面沉降的地区，要根据其灾害规模和严重程度采取地面整治及改善环境，其
方法主要有。
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(1)在沿海低平原地带修筑或加高挡湖堤、防洪堤，防止海水倒灌、淹没低洼地区。 (2)改造低洋地形，人工填土加高地面。
(3)改建城市给、排水系统和输油、气管线，整修因沉降而被破坏的交通线路等线性 工程，使之适应地面沉降后的情况。
(4)修改城市建设规划，调整城市功能分区及总体布局。规划中的重要建筑物要避开 沉降区。 根本治理措施： (1)压缩用水量
(2)人工补给地下水（人工回灌） (3)调整地下水开采层位
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工程地质复习资料（完整版）
