河北平原区地裂缝与地震相关性及其能量释放研究

【摘要】： 河北平原区地裂缝的广泛出现对地面建筑、地下管线工程、水利设施和农田道路造成一定程度的危害。河北省及津京地区60个县市已发现地裂缝482条,造成建筑物和道路破坏,上千处农田漏水,经济损失达亿元以上。河北平原是我国现今地裂缝最为活跃的地区之一,因其出现在人口稠密区又常伴随地震发生、发展,已引起地学界和工程技术界的广泛关注。 到2000年底河北平原区发现构造地裂缝212处、482条,累计全长176.2km,河北平原区地裂缝总体发展有由南向北、由西向东推移的变化规律;河北平原区构造地裂缝方向性强,可以分为SN、NNE、NE、EW和NW五组。通过区域构造研究,应用分形模型对河北平原区地裂缝进行量化分类、确认,发现河北平原区地裂缝连通性差,为区域微破裂为主,断层蠕滑型地裂缝为辅的分类格局。 本研究通过对地裂缝与地震的相关关系分析得出:河北平原各地裂缝活动的高潮分别滞后各地震活动高潮1—2年,其中在本区及邻区出现的邢台7.2级和唐山7.8级两极大地震的1966~1976年间地裂缝活动高潮较地震活动高潮滞后2年出现,随着第7与第8两地震幕中活动强度和频度的降低,地裂缝活动强度升高,地裂缝活动高潮转为滞后地震活动高潮1年出现。为抗震减灾以对策提供了理论依据。 本研究通过探索引发地裂缝和地震的构造应力场反演预测分析了地震与地裂缝形成区的力学机理。 构造应力场地壳活动和形变的原动力,所以研究激发构造性地裂缝产生的构造应力场是查明潜在地裂缝危险性区划的手段,利用前期河北平原区易县、隆尧两处实测资料,通过求解平面应力问题的有限单元法反演河北平原区构造应力场,发现几个应力集中区与现有地裂缝存在一定的对应关系。如河间、安平、深泽出现应力集中,与河间处于地震构造带、深泽南的中里厢—马疃—安平南王宋(5000m×0.16~1,10km×0.02~1.5)地裂缝对应;饶阳屯里、武强、深县、高碑店、辛集、涞水的地裂缝与地应力集中也有很好的相关关系。为地裂缝的预测提供了探索性的分析方法。