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在以前的工作中,考虑直立走滑型断层地震,假设断层面微元破裂强度遵循Weibull概率分布,由细观力学方法推导出断层面的宏观本构关系是一个非线性函数,表现为弹性-软化塑性特征,在此基础上用稳定性理论研究了地震稳定性问题.而实际断层大多是倾斜的,为此,本文首先建立了由围岩和倾斜断层构成的平面地震力学模型,采用宏观的断层载荷-变形的全过程曲线,详细讨论了倾斜断层地震的不稳定性问题.结果表明,远场一旦施加位移,断层也同时错动,这可能与实际情况不符合.为了更好的模拟断层的初始能量累计过程,进一步对断层本构模型进行改进.考虑断层面破裂强度,采用Coulomb破裂准则,则断层表现为刚塑性本构关系,只有当断层面剪应力达到一个临界值时,断层才开始错动.研究表明,对于倾斜断层地震,与直立走滑型断层地震一样,系统刚度比β(围岩切线刚度与断层刚度最大值之比)是决定地震失稳的重要参数,只有当β1时才会出现地震失稳,且伴随应力突跳和围岩应变能释放.当β≥1时,仅仅是断层无震滑动,不会发生地震.在远场应施以位移形式边界条件,以致地震失稳发生在平衡路径的位移转向点并伴有应力突跳. 相似文献
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在以前的工作中,考虑直立走滑型断层地震,假设断层面微元破裂强度遵循Weibull概率分布,由细观力学方法推导出断层面的宏观本构关系是一个非线性函数,表现为弹性-软化塑性特征,在此基础上用稳定性理论研究了地震稳定性问题.而实际断层大多是倾斜的,为此,本文首先建立了由围岩和倾斜断层构成的平面地震力学模型,采用宏观的断层载荷-变形的全过程曲线,详细讨论了倾斜断层地震的不稳定性问题.结果表明,远场一旦施加位移,断层也同时错动,这可能与实际情况不符合.为了更好的模拟断层的初始能量累计过程,进一步对断层本构模型进行改进.考虑断层面破裂强度,采用Coulomb破裂准则,则断层表现为刚塑性本构关系,只有当断层面剪应力达到一个临界值时,断层才开始错动.研究表明,对于倾斜断层地震,与直立走滑型断层地震一样,系统刚度比β（围岩切线刚度与断层刚度最大值之比）是决定地震失稳的重要参数,只有当β<1时才会出现地震失稳,且伴随应力突跳和围岩应变能释放.当β≥1时,仅仅是断层无震滑动,不会发生地震.在远场应施以位移形式边界条件,以致地震失稳发生在平衡路径的位移转向点并伴有应力突跳. 相似文献
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2013年4月20日在四川芦山发生了M S7.0地震,震源运动学反演结果给出了此次地震的破裂过程和同震滑动分布.为了更好地理解造成芦山地震破裂过程的力学原因,本文综合野外地质调查、余震定位、深地震反射剖面等结果,构建芦山地震铲型断层模型,以震源运动学反演结果为约束,将震源参数与震源附近的构造应力场结合,建立断层面上滑动量和牵引力的时空分布关系,通过试错法给定震源动力学计算参数模拟芦山地震破裂传播的可能情况,进而分析讨论不同动力学计算参数对芦山地震破裂过程和同震滑动分布的影响.结果显示,初始应力是决定断层是否发生错动的关键;临界滑动弱化位移D c对破裂滑动速率有着很大的影响;成核区半径和初始应力主要影响破裂成核的快慢;局部不均匀破裂强度主要影响破裂行为和断层最终滑动量分布.利用边界积分方程法可以有效计算芦山地震铲型断层模型的动力学破裂过程,再现此次地震的主要特征.通过探究动力学参数对破裂过程影响,可解释运动学反演结果所揭示的破裂特征的力学原因,对于深入了解地震震源过程的物理本质和预测未来可能发生的地震的主要特征有着重要的参考意义. 相似文献
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把昌平花岗岩切割成20多种含两组断层交汇情况的模型.断层物质用2毫米厚的石膏模拟.模型受单轴应力的作用.实验中得出四种破裂组合情况:1.滑动破裂型 发生在两组断层与主压应力轴1的交角一组大于45,一组小于45的情形下.其中,当断层物质石膏湿度为10——15%时,先在大角度面上产生剪切破裂,后沿小角度面产生最终磨擦滑动.在应力位移曲线上表现为两次应力降.当断层物质石膏湿度小于5%时,则只沿小角度面上产生磨擦滑动.应力位移曲线为单应力降。2.压楔型 发生在两组断层与1夹角均大于45的情况下.其应力位移曲线为阶梯式上升型.断层位移方向反复.3.张楔型 发生在两组断层与1夹角均不大于30时.应力位移曲线为单应力降.4.双滑或双破型 发生在两组断层与1夹角均在30和45之间.应力位移曲线为连续的两次应力降.根据应力位移曲线和应力声发射累积数曲线的相似性,主破裂前的声发射累积数与主破裂时峰值应力的相似性以及断层组合与声发射组合的关系中,看出声发射过程对构造条件是敏感的.文中还对不同断层组合下可能出现的地震前兆进行了讨论. 相似文献
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地震时大部分形变发生在断层带内的主滑动面上,断层表面形貌是断层活动的产物并随断层滑动距离而演化。断层面形貌已成为研究破裂成核作用及应力的非均匀分布、断层面凸体磨损、断层泥生成、滑润作用、抗剪强度与临界滑动距离的相关内容,因此断层面形貌研究对地震和断层力学具有重要意义。任何一个野外天然断层面露头, 相似文献
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大地震破裂大多由横向构造(如阶区、弯曲和分叉)所分割的多个段落组成.2008年5·12汶川地震破裂沿北东走向上穿过了多个横向构造部位,特别在震中北东45 km的位置,小鱼洞断层、北川断层和彭灌断层三者之间呈现复杂的断裂切割相交关系.复杂断层几何结构对破裂的扩展是有抑制还是促进的作用？在相交的断裂段之间是否存在最优的破裂顺序？本文以库仑应力分析为手段,探讨在汶川同震破裂初始30 s内,破裂在多分支断裂中选择扩展路径时的可能应力相互作用.库仑应力分析显示:如果北川断层先发生破裂,其滑动对小鱼洞断层和彭灌断层均产生强烈负应力的抑制作用,而彭灌断层的滑动却反而对小鱼洞断层和北川断层浅部有强烈正应力的促进作用.因此,从准静态应力分析角度,彭灌断层先于北川断层发生破裂的可能性较大,这一破裂顺序与小鱼洞断层参与同震破裂过程的事实相符.此外,小鱼洞断层在链接北川和彭灌断层的同震位移中可能起到桥梁作用,但非静态应力的影响.横向构造在逆冲型地震破裂扩展过程中起到的牵引作用使得逆冲型地震破裂能够比走滑型地震跨越更宽的阶区.横向构造是逆冲断裂带内广泛发育的构成单元,因此在地震危险性分析的最大潜在震级测算中应该考虑其作用. 相似文献
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位于大地震破裂远场范围的断层上发生的余震通常可用破裂在这些断层上造成了静态应力变化来解释（Stein and Lisowski,1983;Reasenberg and Simpson,1992)。这表明断层相互作用以及地震发生的时间可受附近前面破裂的影响（Hudnut,etal,1989;Jaume and Sykes,1992;Harris and Simpson,1992;Stein,1999)。本文我们揭示小地震作为地壳力学状态“标志”的潜在能力。我们研究南加利福尼亚1992年兰德斯地震产生的静态应力变化。此地震发生在由许多断层引起的地震活动性较高的地区。我们首先用一种新的技术估计区域地震活动性对兰德斯地震的响应，然后将相同的方法用于根据地震活动性确定主破裂上滑动分布的反问题。假定合理的参数，我们得出与直接由兰德斯主震得到的滑动剖面（Ward and Heaton,1994;Hudnut,et al,1994)相一致的可信结果。我们的结果提供了监测上地壳的力学状态、研究导致断层破裂过程的方法。 相似文献
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考虑断层的软化特性,建立垂直于龙门山断裂带并包含四川盆地和川西高原在内的汶川地震不稳定性地震力学模型.采用有限元方法计算得到了描述整个岩石力学系统稳定性状态和过程的平衡路径曲线.在此基础上,采用稳定性理论研究了汶川地震从孕育到发生的过程,讨论了断层倾角和断层材料参数对地震失稳的影响.数值模拟结果显示,系统只存在稳定的断层无震滑动和不稳定的地震失稳2种状态.断层倾角、初始内摩擦系数、初始黏聚力和强度曲线形状参数的增加会导致系统趋向不稳定的地震失稳状态.而强度曲线胖度参数的增加有助于系统进入稳定的断层缓慢无震滑动状态.地震失稳前,在平衡路径曲线的应力峰值点和失稳点之间,断层错动加速,应变能开始释放并且应力开始减小,是失稳的前兆.最后在失稳点发生应力突跳,地震发生,其间伴随应变能的急剧释放、应力降和断层突然错动.无论是稳定的断层无震滑动还是不稳定的地震失稳,系统重新进入应力和应变能增加状态后应力和应变能的增速由远场加载速度、岩石力学系统的结构和围岩材料属性决定,与断层软化特性参数无关. 相似文献
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2021年5月21日,在中国云南省大理州漾濞县发生了 Ms6.4地震.该地震震中位于川滇菱形块体西部边缘的维西—乔后—巍山断裂附近.作为该区域过去45年以来发生的最大地震,快速的灾害反应及震源参数反演将为防震减灾提供重要的帮助.由于未搜集到与此次地震地表破裂相关的报告,这次地震的发震断层目前仍难以确定.本文利用哨兵1A/B卫星的合成孔径雷达干涉(InSAR)数据获得了与此次地震相关的同震形变,并反演了这次事件的断层几何参数及详细的滑动分布.反演结果显示:破裂断层以右旋走滑运动为主,兼有少量的正断分量;滑动主要分布在2到12 km深度范围内,在约7 km深度处滑动达到最大,约为0.64 m.破裂断层浅部0到2 km范围内滑动的缺失揭示了一个重要的滑动亏损区,该区域很可能被震后余滑及震间浅部滑动所弥补.通过对反演结果、余震序列和局部断层构造特性的综合分析,认为此次地震可能破裂在维西—乔后—巍山断裂的隐伏分支断层或一个独立的未知的隐伏主断层上.计算的同震库仑应力变化表明维西—乔后—巍山断裂的巍山盆地段北端、维西—乔后—巍山断裂的玉狮场—乔后段最南端及洱源—弥渡断裂的中段北端具有较高的破裂风险. 相似文献
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力学上,地震可以看作在应力场作用下由于断层带介质的突然损伤或软化导致的断层带失稳事件.本文基于这个地震动力学模型,利用一种可以模拟断层大位错的有限元方法,研究了2011年MW9.0东日本大地震(Tohoku-Oki)的动力学破裂过程.比较了无障碍体和具有不同刚度障碍体的断层带模型产生的断层位移、位错和应力降.主要结果表明,障碍体的存在并不明显地改变障碍体区域的初始构造应力场.对有障碍体情形,准静态结果显示断层上盘最大逆冲位移和最大剪切位错分别为51m和58m,均发生在海底表面海沟处,与无障碍体的结果(最大剪切位错约55m)相比差别不大;下盘最大倾向位移(-10m)并不与上盘最大值出现在同一位置,而是在障碍体处.障碍体处剪应力降(约11 MPa)大于周围非障碍体区域.障碍体处正应力降的最大值约为3 MPa.模拟结果似乎不支持海山是导致本次地震异乎寻常大位错的原因,而倾向于断层带剪切刚度在地震过程中极度损伤或软化. 相似文献
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通过对１６ 个板内逆断层地震的基本类型、构造环境、地震地表破裂尺度、几何形态、运动学特征及余震分布图像的研究分析,较系统地归纳了板内逆断层地震破裂的基本特征及分段标志．研究表明：（１） 逆断层破裂往往沿走向延伸较短,常表现为二维面状分布形态;（２） 地震断层未出露地表或仅有部分出露地表;（３） 逆断层地震破裂较走滑断层和正断层产生的地震破裂更为复杂,不仅表现在构成整体破裂带的各个单条破裂的力学性质差异方面,而且表现在几何结构方面． 相似文献
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本文讨论了利用破裂力学理论说明地震破裂的过程, 认为地震本质上是岩石在应力作用下的低应力破裂现象.它是岩石中的裂纹不断稳态扩展、最后进入失稳扩展的结果.分析了在扩展过程中应力和位移的变化, 发现任何将要破裂的那一点的应力都要由初始应力0升高到屈服应力y 以后才破裂, 破裂后裂纹面上的点的应力降到0.在破裂前和破裂后的位移, 都可由弹性力学方程给出.在破裂的一瞬间破裂的端点产生的非弹性位移, 则不能由弹性力学方程给出.它可以由断裂力学中的裂纹滑开位移公式近似给出.根据位错模式由于计算弹性波辐射场的位错量 D(, t), 正是破裂瞬间产生的非弹性位移, 所以用弹性位移公式来计算地震位错量是错误的.我们采用了裂纹滑开位移公式来计算地震位错量, 从而导出了较合理的计算地震释放总能量的公式 ET=yDS(y 为屈服强度;D为平均位错;S 为断层面积)以及估算初始应力值0的公式:0 =[Dmax/L4y/(1-) ]1/2(L 为断层长度).用它们计算了一些地震的 Er 和0, 分别列于表1和表2.这些结果比以往的结果要更合理一些。 结果表明:(1)地震多数是在低应力作用下(即低初始应力)发生的(约100——200巴);(2)地震释放的总能量约比地震波能量大一个数量级. 相似文献
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陈祥熊 《地震学报(英文版)》1996,9(4):593-603
Ａｔｗｏ┐ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｅａｒｔｈｑｕａｋｅｆａｕｌｔｍｏｄｅｌｉｎｇｗｉｔｈｆｒａｃｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｔｒｅｎｇｔｈｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＸＩＡＮＧ－ＸＩＯＮＧＣＨＥＮ（陈祥熊）ＳｅｉｓｍｏｌｏｇｉｃａｌＢｕｒｅａｕｏｆＦｕｊｉ... 相似文献
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对活动断层进行正确的分段有助于我们对地震造成断层的发生、发展过程有一个正确的认识。阿尔金断裂带是青藏高原北部的巨型左旋走滑断裂带 ,将青藏高原和塔里木盆地两大构造单元截然分开。通过对阿尔金断裂带东部青崖子—宽滩山的Spot数字化卫星影像资料进行详细的分析 ,结合研究区内的断错地貌和前人的古地震研究成果 ,对阿尔金断裂带东段进行了地表破裂性分段。将阿尔金断裂带东段青崖子—宽滩山分为 3段 :青崖子—芦草湾为阿克塞破裂段 ;芦草湾—北祁连山逆断裂为疏勒河破裂段 ;北祁连山逆断裂—宽滩山为宽滩山破裂段。其中阿克塞破裂段的最后破裂时间晚于 (5 2 4± 0 4 0 )kaB .P .,疏勒河破裂段最后破裂时间早于 (6 97± 0 5 3)kaB .P .,而宽滩山段的最后破裂时间估计晚于 5kaB 相似文献
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A two-dimensional model for stress accumulation and earthquake instability associated with strike-slip faults is considered. The model consists of an elastic lithosphere overlying a viscous asthenosphere, and a fault of finite width with an upper brittle zone having an elastoplastic response and a lower ductile zone having an elastoviscoplastic response. For the brittle, or seismic, zone the behavior of the fault material is assumed to be governed by a relation which involves strain hardening followed by a softening regime, with strength increasing with depth. For the fault material in the ductile, or aseismic, section, the viscous effect is included through use of a nonlinear creep law, and the strength is assumed to decrease with depth. Hence, because of the lesser strength and the viscous effect, continuous flow occurs at great depths, causing stress accumulation at the upper portion of the fault and leading to failure at the bottom of the brittle zone. The failure is initially due to localized strain softening but, with further flow, the material above the softened zone reaches its maximum strength and begins to soften. This process accelerates and may result in an unstable upward rupture propagation.Relations are developed for the history of deformation within the lithosphere, specifically for the velocity of particles within the fault and at the ground surface. The boundary-element method is used for a quantitative study, and numerical results are obtained and compared with the recorded surface deformation of the San Andreas fault. The effects of geometry and material properties on instability, on the history of the surface deformation, and on the earthquake recurrence time are studied. The results are presented in terms of variations of ground-surface shear strain and shear strain rate, and velocity of points within the fault at various times during the earthquake cycle.It is found that the location of rupture initiation, the possibility of a sudden rupture as opposed to stable creep, and also the ground deformation pattern and its history, all critically depend on the mechanical response of the material within the fault zone, especially that of the brittle section. Shorter earthquake recurrence times are obtained for shallower brittle zones and for a stiffer lithosphere. Lower viscosities of the aseismic zone and the absence of asthenospheric coupling tend to suppress instability and promote stable creep. The model results thus suggest that the overall viscosity of the ductile creeping zone must exceed a minimum value for a sudden upward propagating rupture to take place within the seismic section. 相似文献
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A swallow-tail type catastrophic model of earthquake process 总被引：1，自引：0，他引：1
（殷有泉）（杜静）Ａｓｗａｌｌｏｗ－ｔａｉｌｔｙｐｅｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃｍｏｄｅｌｏｆｅａｒｔｈｑｕａｋｅｐｒｏｃｅｓｓ￥Ｙｏｕ－ＱｕａｎＹＩＮａｎｄＪｉｎｇＤＵ（ＰｅｋｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｄｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８７１，Ｃｈｉｎａ）（Ｎｏｒｔ... 相似文献
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A model has been developed to simulate the statistical and mechanical nature of rupture on a heterogeneous strike-slip fault. The model is based on the progressive failure of circular asperities of varying sizes and strengths along a fault plane subjected to a constant far-field shear displacement rate. The basis of the model is a deformation and stress intensity factory solution for a single circular asperity under a unidirectional shear stress. The individual asperities are unified through the fault stiffness and the far-field stress and displacement. During fault deformation asperities can fail and reheal, resulting in changes in the local stresses in the asperities, stress drops, and changes in the stiffness of the fault. Depending on how the stress is redistributed following asperity failure and on the strenghts of the neighboring asperities an earthquake event can be the failure of one or more asperities. Following an earthquake event seismic source parameters such as the stress drop, energy change, and moment magnitude are calculated. Results from the model show a very realistic pattern of earthquake rupture, with reasonable source parameters, the proper magnitude-frequency behavior, and the development of characteristic earthquakes. Also the progression ofb-values in the model gives some insight into the phenomenon of self-organized criticality. 相似文献