水库触发地震研究中二维与三维有限元模拟结果比较

• 作者: 孙玉军 张怀 张贝 石耀霖 程惠红 郑亮
• 来源期刊: 地震
• 学科: 地球科学
• 关键词: 水库触发地震 库仑应力 有限元数值模拟 汶川地震
• 年，卷（期）: 2013,（4）
• 页码范围: 162-171
• 页数: 10页
• 分类号: P315.7
• 字数: 4365字
• 语种: 中文

摘要

紫坪铺水库蓄水载荷引起的库仑应力变化以及是否可以触发汶川MS8.0地震是地学界关注的一个热点问题.已有较多研究均建立在二维有限元模拟基础上,然而二维与三维结果存在较大差异,本文定量给出了该差异的大小.首先比较了有限元方法与解析方法求解半无限空间点载荷下弹性问题结果,确认了三维有限元计算在百万网格下具有足够的计算精度;然后数值计算并比较了二维、三维模型中紫坪埔水库蓄水的弹性力学及渗流效应.结果表明,总体上弹性加载会造成逆断层更趋安全,而水压渗透使其趋于危险,两者叠加仍然没有导致增加汶川地震危险性;但现有的二维有限元模拟夸大了真实结果,在汶川震源位置三维计算的应力大小仅为二维计算的1/3到1/4,因此在严格的讨论中必须使用三维建模.