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2008年汶川大地震单侧破裂过程的动力学机制研究
被引量：
13
1
作者
朱守彪
袁杰
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第11期4063-4074,共12页
2008年汶川大地震的破裂过程极其发杂,向东北方向的破裂距离长达300km,而向西南方向的破裂长度很小,呈现出单侧破裂的主要特征.尽管汶川地震破裂呈单侧传播的现象引起许多地震学家的关注,但其物理机制至今还不是十分清楚.本文利用有限...
2008年汶川大地震的破裂过程极其发杂,向东北方向的破裂距离长达300km,而向西南方向的破裂长度很小,呈现出单侧破裂的主要特征.尽管汶川地震破裂呈单侧传播的现象引起许多地震学家的关注,但其物理机制至今还不是十分清楚.本文利用有限单元计算方法,模拟了汶川地震的破裂过程.模型中根据龙门山断裂带两侧(东南侧为四川盆地,西北侧为川西高原)实际的地震波速度来确定模型的介质物性参数,利用目前观测的应力环境来选定初始应力条件.模拟结果表明:破裂在汶川地震的震中处成核后,先向断层两侧自发传播,但向东北方向的传播距离明显大于向西南方向;断层面上的正应力在东北方向(破裂的正方向)随着传播距离的增大而不断减小,位错速率随着破裂的传播距离而越来越大,其脉冲变得越来越尖锐,即产生了Weertman脉冲.研究结果显示:由于这种脉冲的出现,破裂在正方向上(东北方向)能够自己放大、自己愈合、自行维持,摩擦热极小,所以破裂能够沿着东北方向一直传播,直到应力场方位发生变化,不利于破裂时才最后终止.但在西南方向,破裂过程中断层面上的正应力增大,阻碍破裂继续扩展.最后就出现了汶川地震中破裂朝东北方向单侧优势传播的基本格局.模拟结果还表明:若断层面两侧介质均匀,则破裂向两侧是对称传播,且破裂距离很短,因此这种情况无法产生像汶川大地震那样的特大地震.因此,文中的模拟结果表明龙门山断裂带两侧的物性差异是造成汶川大地震单侧传播的决定性因素.断层两侧物性差异(bimaterial contrast)影响断层破裂过程的研究对于深入认识地震动力学过程、地震灾害预测及评估等有重要的科学意义.
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关键词
破裂动力学过程
断层两侧物性差异
Weetman脉冲
单侧
破裂
汶川地震
有限单元
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职称材料
震源动力学破裂过程数值模拟研究
被引量：
8
2
作者
张丽芬
姚运生
《地震学报》
CSCD
北大核心
2013年第4期604-615,2,共12页
首先阐述了震源动力学过程研究的重要意义,在此基础上,研究了复杂的断层几何形态及介质模型对动力学破裂过程的影响,并对常用的有限元方法、离散元方法、有限差分方法和边界积分方程方法等进行了相应介绍.讨论了这些数值模拟方法各自的...
首先阐述了震源动力学过程研究的重要意义,在此基础上,研究了复杂的断层几何形态及介质模型对动力学破裂过程的影响,并对常用的有限元方法、离散元方法、有限差分方法和边界积分方程方法等进行了相应介绍.讨论了这些数值模拟方法各自的优缺点,建议在方法的选择上应视具体问题及计算的精度而定.最后对动力学数值模拟的关键部分,滑动摩擦准则进行了论述.常用的滑动摩擦准则有滑动弱化准则、速率弱化准则和速率-状态依赖摩擦准则.在单纯考虑某个地震的动力学破裂传播过程时,滑动弱化准则较为常用,其中滑动弱化距离的选取至关重要.但若考虑整个地震循环,速率-状态依赖摩擦准则更为合适.
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关键词
震源
动力学
破裂
过程
滑动摩擦准则
非平面断层
临界滑动弱化距离
数值模拟
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职称材料
题名
2008年汶川大地震单侧破裂过程的动力学机制研究
被引量：
13
1
作者
朱守彪
袁杰
机构
中国地震局地壳应力研究所
中国科学院计算地球动力学重点实验室
中国地震局地球物理研究所
出处
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第11期4063-4074,共12页
基金
国家自然科学基金项目(41574041)
北京市自然科学基金项目(8152034)
广西科技攻关项目(桂科攻1377002)共同资助
文摘
2008年汶川大地震的破裂过程极其发杂,向东北方向的破裂距离长达300km,而向西南方向的破裂长度很小,呈现出单侧破裂的主要特征.尽管汶川地震破裂呈单侧传播的现象引起许多地震学家的关注,但其物理机制至今还不是十分清楚.本文利用有限单元计算方法,模拟了汶川地震的破裂过程.模型中根据龙门山断裂带两侧(东南侧为四川盆地,西北侧为川西高原)实际的地震波速度来确定模型的介质物性参数,利用目前观测的应力环境来选定初始应力条件.模拟结果表明:破裂在汶川地震的震中处成核后,先向断层两侧自发传播,但向东北方向的传播距离明显大于向西南方向;断层面上的正应力在东北方向(破裂的正方向)随着传播距离的增大而不断减小,位错速率随着破裂的传播距离而越来越大,其脉冲变得越来越尖锐,即产生了Weertman脉冲.研究结果显示:由于这种脉冲的出现,破裂在正方向上(东北方向)能够自己放大、自己愈合、自行维持,摩擦热极小,所以破裂能够沿着东北方向一直传播,直到应力场方位发生变化,不利于破裂时才最后终止.但在西南方向,破裂过程中断层面上的正应力增大,阻碍破裂继续扩展.最后就出现了汶川地震中破裂朝东北方向单侧优势传播的基本格局.模拟结果还表明:若断层面两侧介质均匀,则破裂向两侧是对称传播,且破裂距离很短,因此这种情况无法产生像汶川大地震那样的特大地震.因此,文中的模拟结果表明龙门山断裂带两侧的物性差异是造成汶川大地震单侧传播的决定性因素.断层两侧物性差异(bimaterial contrast)影响断层破裂过程的研究对于深入认识地震动力学过程、地震灾害预测及评估等有重要的科学意义.
关键词
破裂动力学过程
断层两侧物性差异
Weetman脉冲
单侧
破裂
汶川地震
有限单元
Keywords
Dynamic rupture process
Bimaterial contrast
Weertman pulse
Unilateral fault rupture
Wenchuan earthquake
Finite element
分类号
P315 [天文地球—地震学]
P542 [天文地球—构造地质学]
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职称材料
题名
震源动力学破裂过程数值模拟研究
被引量：
8
2
作者
张丽芬
姚运生
机构
中国地震局地震研究所
中国地震局地球物理研究所
出处
《地震学报》
CSCD
北大核心
2013年第4期604-615,2,共12页
基金
中国地震局地震研究所所长基金(IS201102643)
国家自然科学基金项目(41004020)共同资助
文摘
首先阐述了震源动力学过程研究的重要意义,在此基础上,研究了复杂的断层几何形态及介质模型对动力学破裂过程的影响,并对常用的有限元方法、离散元方法、有限差分方法和边界积分方程方法等进行了相应介绍.讨论了这些数值模拟方法各自的优缺点,建议在方法的选择上应视具体问题及计算的精度而定.最后对动力学数值模拟的关键部分,滑动摩擦准则进行了论述.常用的滑动摩擦准则有滑动弱化准则、速率弱化准则和速率-状态依赖摩擦准则.在单纯考虑某个地震的动力学破裂传播过程时,滑动弱化准则较为常用,其中滑动弱化距离的选取至关重要.但若考虑整个地震循环,速率-状态依赖摩擦准则更为合适.
关键词
震源
动力学
破裂
过程
滑动摩擦准则
非平面断层
临界滑动弱化距离
数值模拟
Keywords
dynamic rupture process of earthquake source
slip friction law
nonplanar fault
critical slip weakening distance
numerical simulation
分类号
P315.1 [天文地球—地震学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
2008年汶川大地震单侧破裂过程的动力学机制研究
朱守彪
袁杰
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
13
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
震源动力学破裂过程数值模拟研究
张丽芬
姚运生
《地震学报》
CSCD
北大核心
2013
8
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职称材料
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