断层破裂过程对边坡的广义荷载场的动态影响     

程宇  蔡永恩  胡才博  王珏 《地震研究》2012,35(1):79-85,158

利用基于FEPG的有限元新模型,从动力学的角度对地震中断层的破裂过程进行了研究,探讨其对边坡的位移场、应力场的动态影响,从而用数值模拟的方法印证了现有的地震滑坡动力学模型理论.  相似文献   

2011年M_W9.0东日本大地震动力学破裂过程的数值模拟          下载免费PDF全文

刘敦宇  胡才博  蔡永恩 《地球物理学报》2015,58(9):3133-3143

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   

强震后地表变形的动力学机制研究—以1999年台湾集集地震为例     

朱守彪  蔡永恩 《中国科学D辑》2009,(9):1209-1219

强震后地表变形的动力学机制是地球动力学研究的重要方面,现在普遍认为震后变形主要由断层的震后余滑或由介质的黏弹性松弛所至。1999年台湾集集地震GPS观测系统记录到了空前的资料,为研究震后变形的动力学机制提供了难得的机会。本研究认为集集地震后地表变形由震后断层余滑、下地壳／上地幔的黏弹性松弛、震源区介质的破裂、孔隙弹性回跳、地下流体的运移、介质孔隙度及孔隙压的变化等多种因素共同影响决定。为抓住重点,研究中将介质的破裂、地下流体的运移和孔隙弹性回跳等因素等效为震源区介质的物性变化。文中运用黏弹性有限单元模型（麦克斯威尔体）、利用GPS观测的时间序列资料对震后余滑、地壳／地幔黏度以及等效的震源区介质物性变化进行了反演。反演模型给出了震后余滑的分布及变化特征,反演结果初步显示台湾地区的下地壳／上地幔的黏度分别为2.7×10^18,4.2×10^20Pa·s。此外,反演结果还给出每种影响因素对地表变形的贡献大小,在集集地震后的450d时间里,断层的震后余滑引起的地表变形占总变形的44.6％,下地壳／上地幔的黏性松弛占34.7％,等效的震源区介质的物性变化占20.7％。  相似文献   

关于强震后地表变形机制的讨论——以1999年台湾集集为例     

朱守彪  蔡永恩  石耀霖 《国际地震动态》2008,(11)

大震后变形的动力学机制问题是近年来地学研究的一个热点.然而学术界观点不一,提出了不少物理模型来加以解释.其中主要观点有:下地壳或上地幔的黏弹性松弛;震后余滑,孔隙弹性回跳,等;或两种因素共同影响所致.  相似文献   

地震前断层蠕动与地温异常的探讨   总被引：5，自引：1，他引：5       下载免费PDF全文

蔡永恩  殷有泉  王仁 《地震学报》1987,9(2):167-175

本文利用震前断层蠕动模型(不考虑水的作用),对唐山地震前出现的地温异常做了探讨,提出地温异常的一个可能原因是震前断层的加速蠕动.经过反复调试,一个较好的模拟结果是:由加速蠕动产生的唐山相对玉田的表层温度累计变化是2.5℃,此值与观测数据相同,震前加速蠕动的最大速率是12.1cm/d.结果表明,有可能利用地温变化研究断层的震前加速蠕动和地震预报.   相似文献   

青藏高原动力学数值模拟方法与研究进展   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

陆诗阔  蔡永恩 《地震学报》2004,26(5):547-569

对青藏高原演化动力学问题近20年来开展了很多数值模拟工作. 本文初步回顾了主要数值模型的特点及模拟所得到的结果，同时对它们进行了比较分析. 早期的平面模型，与高原的实际变形特点（如地壳增厚、侧向排出等）相差较大；薄片或薄板流变模型，可以研究垂向地壳厚度的变化及重力对变形的影响，适用于研究大尺度、长时间的变形；断裂对大陆变形影响的研究，需要进一步加强.   相似文献   

1976年唐山地震震源动力过程的数值模拟   总被引：10，自引：3，他引：7       下载免费PDF全文

蔡永恩  何涛  王仁 《地震学报》1999,21(5):469-477

用新LDDA(Lagrangian DiscontinuousDeformation Analysis)方法模拟了唐山地震断层的破裂、错动和应力释放的整个动力过程．模拟结果表明,唐山地震的震源滑动过程在发震断层上各处不一样．近场位移受断层的曲率影响,断层凹侧的位移大于断层凸侧的位移．滑动过冲现象在震中处最大,并向断层两端衰减．我们发现,唐山地震断层的破裂速度和应力降与断层上的初始剪应力大小有关．唐山发震断层的最大动态、准静态位错量和剪应力降均发生在中间部位,分别是7.1 m、6.2 m和8.1 MPa、5.4 MPa,发震断层的平均准静态位错量和剪应力降分别为4.5 m和3.3 MPa,断层破裂的传播速度从震中向东南和西北方向分别为3.08 km/s和1.18 km/s．   相似文献   

华北地区地震迁移规律的数学模拟   总被引：28，自引：4，他引：28       下载免费PDF全文

王仁  何国琦  殷有泉  蔡永恩 《地震学报》1980,2(1):32-42

本文描述了一个解时空反演问题的方法.通过把华北地区看成是由24条主要断裂带组成的地质构造骨架,在15公里深处按照平面应变的理想塑性体处理,用有限单元方法计算了本地区在均匀边界外力作用下发生地震危险的地带.然后用逐次降低断层内摩擦系数的办法,模拟近十二年来历次大地震,计算释放应力后应力场的变化、断层的错动.将计算结果和实测资料进行对比,对各个力学参数和构造骨架进行了多次修改,使它们尽量接近.结果说明本方法能够基本上重复近十二年来的地震迁移规律,并可望对未来的地震危险区提出参考意见.结果还说明地震以后在沿断层错动方向的左前方有一狭窄扇形地带安全度增加,而其余较大地区由于断层处的应力释放使剪破裂的危险度有些增加.   相似文献   

大森-宇津定律的一种可能机制以唐山大地震为例   总被引：2，自引：0，他引：2  

胡才博  蔡永恩 《地震学报》2016,38(4):580-589

为了探讨大森-宇津定律的物理机制, 本文在余震区等效黏度远低于其外部, 且构造应力场在整个余震活动时间间隔内基本保持不变的假设条件下, 提出了一个开尔文黏弹性地震震源体概念模型． 该模型可用于模拟主震后断层蠕变和震源区应力调整触发的余震序列以及蠕变停止后余震终结、 介质恢复到弹性状态、 断层重新闭锁和积累下一次地震的整个过程． 有限元方法可用来计算非均匀黏弹性地震震源体模型中主震和每次余震所引起的应力场及其随时间的演化过程． 在此基础上, 采用开尔文黏弹性地震震源体概念模型和有限元方法模拟了1976年唐山M_S7.8地震余震序列． 结果表明: 经验的大森-宇津定律可以用开尔文黏弹性震源体模型来解释, 这意味着余震衰减的频度取决于蠕变的速率; 余震序列持续时间受控于震源体的黏度, 即黏度越大, 蠕变时间越长, 余震持续的时间也就越长．   相似文献   

Numerical analysis on the influence of rock specimen size on crack stress field     

傅真  蔡永恩 《地震学报(英文版)》2005,18(3):322-330

Introduction Earthquakes are excited by dislocations of rocks, which are generated once the stresses on two sides of rocks accumulate to a certain extent. Numerical simulations and rock mechanics ex-periments are two important avenues to explore the rupture processes of seismic faults. Several methods are widely used in numerical simulations, such as the boundary element method (BEM), (Das and Aki, 1977; Fukuyama and Madariaga, 1995, 1998), the finite difference method (FDM), (Madariaga, 1…  相似文献