【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地震危险性评估研究领域，更具体的说涉及一种基于近断层地应力状态定量评估断层发震能力的方法。
技术介绍
1、地震的发生主要是近断层应力状态与断层强度之间的相互竞争，当剪切应力超过断层强度时会引发地震。如果应力积累区域处于临界应力状态，即使相对较小的应力扰动也会触发地震。过去60年里，迅速增加的钻孔地应力观测数据揭示了板块内部近断层的应力状态，基于近断层应力状态评估活动断层地震危险性已成为可能，但由于缺少足够的震前地应力测量数据，尚不能定量评估断层的发震能力。
2、通常用震级表示断层的发震能力，不管是确定性的还是概率性的地震危险性分析，首先必须识别与潜在震源区相关断层的最大潜在震级。地表断裂活动的危险依赖于断层所处的动力环境，即应力降、破裂长度和断层宽度。通过破裂长度和断层上平均位移的经验关系可以确定最大震级。应力降是地震前后断层面上平均剪应力的差值。在地震学中给出一定的假设，可以根据地震资料估算应力降(δσ)的大小。不同的研究者探讨了矩震级(mw)、地震矩和应力降之间的关系，分别给出了不同的经验公式。尽管目前关于应力降与震级之间的关系尚存在争议，但是从2008年的研究结果看，根据浅部应力计算的应力降和位错模型估计结果基本相等，表明深浅部应力降具有自相似性。
技术实现思路
1、本专利技术基于少量数据提出了一种新的应力状态-震级方程对活动断层的发震能力进行了定量评估。本专利技术弥补了传统地应力测量方法在评估断层发震能力方面的不足，进一步拓展该方法的应用范围。p>
2、为了实现上述目的，本专利技术是采用以下技术方案实现的：所述的方法包括以下步骤：
3、s1：搜集地震地质资料和地应力测量资料；
4、s2：对步骤s1搜集的地应力测量资料进行处理；
5、s3：根据步骤s2处理得到的测量资料，根据有、无历史地震前的地应力测量资料，分别确定临界深度，根据最大和最小水平主应力的线性拟合方程，计算得到临界深度上的最大剪应力；
6、s4：代入ssm方程估算震级；
7、s5：通过历史地震资料验证对s4的计算结果进行验证或约束。
8、进一步地，所述的s1该步骤获取所研究地区的地震地质资料和地应力测量资料；地震地质资料包括历史地震事件记录数据，地震活动性数据，断层的位置、走向、长度等参数数据；
9、地应力测量资料则通过水压致裂地应力测量方法、或其它应力测量方法获得。
10、进一步地，所述的s2经过s1的搜集，根据地应力测量的实际内容和需要，对数据进行预处理，包括清洗无效数据和线性拟合；
11、对不同钻孔的地应力测量数据进行线性拟合，然后得到三向主应力的线性回归方程。
12、进一步地，所述的s3确定临界深度并计算临界深度上的最大剪应力分为两种情况：(1)无强震前地应力测量资料，(2)有强震前地应力测量资料。
13、进一步地，所述的s3无强震前地应力测量资料的具体计算步骤如下：
14、s3a1：对地应力资料进行线性拟合；
15、s3a2：计算800m深度上的最大剪应力。
16、进一步地，所述的s3有强震前地应力测量资料的具体计算步骤如下：
17、s3b1：把震级代入ssm方程估算对应的剪应力；
18、s3b2：代入基于震前资料获得的剪应力线性拟合方程，获得临界深度；
19、s3b3：对研究区资料进行线性拟合；
20、s3b4：代入临界深度并计算该深度上的最大剪应力；
21、令τ1为地震前的剪应力，τ2为地震后的剪应力；如果地震后应力降低，那么δσ1＝τ1-τ2；如果地震后应力增加δσ1＝τ2-τ1；
22、令τ1＝kτ2，那么δσ1＝(1-k)τ1或δσ1＝(k-1)τ1其中k为常数；
23、可得
24、lgτ1＝a1m+b1-lg|(1-k)|
25、令b2＝b1-lg|(1-k)|，那么可得：
26、lgτ1＝a1m+b2
27、其中δσ1为地震前后同一深度最大剪应力的变化值；m为震级；a1和b1为常数。
28、进一步地，所述的最大剪应力计算如下：
29、剪应力由下式给出：
30、τ＝d+ez
31、其中，d和e为常数，z为临界深度，无强震前地应力测量资料时z＝800m。
32、进一步地，所述的s4代入ssm方程估算震级，
33、ssm方程如下：
34、1g(d+ez)＝0.15mw+b2
35、其中，d和e为常数，z为临界深度，无强震前地应力测量资料时z＝800m；b2为常数。
36、进一步地，所述的b2取值范围为0.10～0.16。
37、本专利技术有益效果：
38、1、首次提出了基于近断层地应力状态评估断层发震能力的公式和技术框架，并确定了该方程的重要特征参数。
39、2、解决了现有地应力测量方法只能评估断层的地震危险性，但无法定量评估发震能力的缺点，拓展了现有方法的应用范围，为重大工程地震安评以及城市直下型地震评估提供了一种新的思路。
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1.一种基于近断层地应力状态定量评估断层发震能力的方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于近断层地应力状态定量评估断层发震能力的方法，其特征在于：所述的S1中地震地质资料包括历史地震事件记录数据，地震活动性数据，断层的位置、走向、长度参数数据；
3.根据权利要求1所述的一种基于近断层地应力状态定量评估断层发震能力的方法，其特征在于：所述的S2中地应力测量资料进行处理，是根据地应力测量的实际内容和需要，对数据进行预处理，包括清洗无效数据、数据的线性拟合；
4.根据权利要求1所述的一种基于近断层地应力状态定量评估断层发震能力的方法，其特征在于：所述的S3中确定临界深度分为两种情况：(1)无强震前地应力测量资料，(2)有强震前地应力测量资料。
5.根据权利要求4所述的一种基于近断层地应力状态定量评估断层发震能力的方法，其特征在于：所述的无强震前地应力测量资料的具体计算步骤如下：
6.根据权利要求4所述的一种基于近断层地应力状态定量评估断层发震能力的方法，其特征在于：所述的有强震前地应力测量资
7.根据权利要求1所述的一种基于近断层地应力状态定量评估断层发震能力的方法，其特征在于：所述的S3中地震前后的剪切应力关系如下：
8.根据权利要求5或6所述的一种基于近断层地应力状态定量评估断层发震能力的方法，其特征在于：所述的最大剪应力计算如下：
9.根据权利要求1所述的一种基于近断层地应力状态定量评估断层发震能力的方法，其特征在于：所述的S4代入SSM方程估算震级，SSM方程如下：
10.根据权利要求9所述的一种基于近断层地应力状态定量评估断层发震能力的方法，其特征在于：所述的B2取值范围为0.10～0.16。
...【技术特征摘要】
1.一种基于近断层地应力状态定量评估断层发震能力的方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于近断层地应力状态定量评估断层发震能力的方法，其特征在于：所述的s1中地震地质资料包括历史地震事件记录数据，地震活动性数据，断层的位置、走向、长度参数数据；
3.根据权利要求1所述的一种基于近断层地应力状态定量评估断层发震能力的方法，其特征在于：所述的s2中地应力测量资料进行处理，是根据地应力测量的实际内容和需要，对数据进行预处理，包括清洗无效数据、数据的线性拟合；
4.根据权利要求1所述的一种基于近断层地应力状态定量评估断层发震能力的方法，其特征在于：所述的s3中确定临界深度分为两种情况：(1)无强震前地应力测量资料，(2)有强震前地应力测量资料。
5.根据权利要求4所述的一种基于近断层地应力状态定量评估断层发震...
【专利技术属性】
技术研发人员：李兵，
申请(专利权)人：应急管理部国家自然灾害防治研究院，
类型：发明
国别省市：
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