[发明专利]一种水库诱发地震概率计算方法

说明书

本发明涉及一种水库诱发地震概率计算方法，属于水库诱发地震分析领域。本发明基于断层面的库仑应力，建立断层发震的功能函数，将功能函数中断层面凝聚力，断层面摩擦系数，发震部位孔隙水的实际水头，坐标面应力，坐标面正应力，断层面的方向余弦视为随机变量；再应用可靠度理论，计算水库诱发地震的概率。本发明将影响水库诱发地震的因素视为随机变量，分析其分布类型；再运用广泛采用的库仑应力理论分析断层面应力变化，并基于可靠度理论计算水库诱发地震的概率，为分析水库诱发地震提供新思路。

技术领域

本发明涉及一种水库诱发地震概率计算方法，属于水库诱发地震分析领域。

背景技术

水库诱发地震是由于人类拦河筑坝，在坝前壅高河水，形成水库引发的地震活动。世界上首次有关水库诱发地震的资料报道是美国的米德湖(Lake Mead，胡佛大坝的水库)。目前全世界见诸报道的水库诱发地震震例为130余起，得到较普遍承认的约100起，仅占已建坝高在15m以上大坝总数的2‰左右；中国是水库诱发地震较多的国家之一，迄今已报道的有34例，得到广泛承认的为22例。按我国坝高大于15m的水坝约25800座计，发生诱发地震的仅占1‰左右。世界上先后发生了4次震级大于6级的水库诱发地震，即中国的新丰江水库诱发地震(6.1级，1962年3月)，赞比亚的卡里巴水库诱发地震(Kariba，6.1级，1963年9月)，希腊的克瑞马斯塔水库诱发地震(Kremasta，6.3级，1966年)和印度的柯依纳诱发地震(Koyna，6.5级，1967年)。尽管水库诱发地震的震级不高，发生概率不大，但是一旦发生会引起一些次生地质灾害，给水利工程安全带来巨大的隐患。

水库诱发地震主要包括3种类型：构造型、喀斯特(岩溶)型、浅表微破裂型，其中又以构造型的水库诱发地震强度较高，对水利工程的影响较大，也是世界各国研究最多的主要类型。

目前水库诱发地震分析模型都是把有关参数视为确定性变量，但是由于影响水库诱发地震的众多因素大多与地质构造条件有关，比如：深部岩体的力学指标，地震发生时地应力的大小、方向，孔隙水的分布等，包含大量随机不确定性因素，导致这些因素很难准确测量。即使采用先进的方法，对这些量进行准确测量，但是它们的值也是存在比较大的变化，给水库诱发地震分析的带来困难。

发明内容

本发明提供了一种水库诱发地震概率计算方法，以用于分析水库诱发地震的概率。

本发明的技术方案是：一种水库诱发地震概率计算方法，基于断层面的库仑应力，建立断层发震的功能函数，将功能函数中断层面凝聚力c，断层面摩擦系数μ，发震部位孔隙水的实际水头h，坐标面应力σ_ij，坐标面正应力σ_ii，断层面的方向余弦n_i视为随机变量；再应用可靠度理论，计算水库诱发地震的概率。

所述方法的具体步骤如下：

Step1、将断层面的剪切强度τ_crit与断层面剪应力τ相减，得到断层面库仑应力σ_f：

σ_f＝τ_crit-τ (1)