《储层地质力学》断层摩擦力学与孔隙压力诱发地震的机制分析

讲座深入探讨了断层滑动的库仑摩擦理论及其与孔隙压力的相互作用机制。通过基础力学模型解释：断层的稳定性取决于剪切应力与有效正应力（即构造应力减去孔隙压力）的比值，当该比值超过静态摩擦系数（μ）时断层发生滑动。研究数据显示，尽管不同岩石类型存在差异，但断层滑动的摩擦系数普遍趋近于经验值0.6（贾格尔法则）。关键点在于孔隙压力的影响——当废水注入地层导致孔隙压力升高时，有效正应力显著降低，从而削弱断层的抗剪强度，诱发滑动事件（即地震）。讲座以俄克拉荷马州废水注入工程及1960年代科罗拉多军事基地的监测数据为案例，证实孔隙压力波动与地震活动存在强相关性，强调该机制在石油工程废水处置中的实际风险（如房屋震动等社会影响），并指出深入理解此原理对预防诱发地震灾害的必要性。