| 断层破裂速度对地震动及其地震灾害影响的有限单元法模拟 |
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| 引用本文： | 王松,朱守彪.断层破裂速度对地震动及其地震灾害影响的有限单元法模拟[J].地球物理学报,2022,65(2):686-697. |
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| 作者姓名： | 王松 朱守彪 |
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| 作者单位： | 应急管理部国家自然灾害防治研究院,北京 100085 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(41874060,41574041);国家重点研发项目(2017YFC1500104);中央级科研院所基本科研业务专项(ZDJ2020-15)共同资助。 |
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| 摘 要： | 断层破裂传播速度通常会影响强地面运动加速度的空间分布及地震的灾害程度,但究竟是如何影响的,目前未见全面的定量分析.为此,本研究设断层破裂速度从小到大发生改变(从亚剪切波速度到超剪切破裂速度),同时利用有限元方法计算在不同破裂传播速度的情况下,破裂产生的地震动及强地面运动峰值加速度(PGA)的空间分布,计算时保持在所有情况下其断层上的最终位错相等,即所有不同破裂情况下产生的地震矩震级保持不变,都为MW=7.0.计算结果显示:总体上,破裂传播的速度越快,PGA的幅值越大并且高值区分布的范围也越广,其地震灾害会越严重;超剪切破裂相对于亚剪切破裂会加剧地震灾害.但是,当破裂速度正好等于介质的剪切波速度时,断层面附近PGA峰值最大,断层附近的地震灾害最为严重.此外,研究中还发现,当破裂传播速度等于√2倍剪切波速度时(该速度称为Eshelby速度),不产生剪切马赫波;这与超剪切破裂产生剪切马赫波的普遍现象不一致;但此时PGA并没有大幅度减小,其震害也不会有显著改变.因此,本研究对于深入认识地震震源过程、地震动效应以及灾害评估有着重要的科学意义及实用价值.
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| 关 键 词： | 断层破裂速度变化 强地面运动加速度 超剪切破裂 Eshelby速度 有限单元法 |
Finite element method simulations of the influences of fault rupture velocities on ground motions and seismic hazards |
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| WANG Song,ZHU ShouBiao.Finite element method simulations of the influences of fault rupture velocities on ground motions and seismic hazards[J].Chinese Journal of Geophysics,2022,65(2):686-697. |
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| Authors: | WANG Song ZHU ShouBiao |
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| Institution: | (National Institute of Nature Hazards,Ministry of Emergency Management of China,Beijing 100085,China) |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Various velocities of fault rupture propagation Strong ground motion acceleration Supershear rupture Eshelby speed Finite element method |
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