日本3.11大地震对郯庐断裂带位移场影响的数值模拟研究

发布时间：2018-06-29 01:36

本文选题：日本大地震 + 郯庐断裂带　；参考：《上海大学》2015年硕士论文

【摘要】：郯庐断裂带是我国大陆东部地区的一条大型断裂带,此断裂历经了多期构造,不仅仅是一条以剪切运动为主的深层断裂带,而且还是一条近期仍旧继承着新构造运动形式、以右旋逆推为主的断裂带,同时也是一条具有活动程度不等、分段明显的地震带。由古至今,郯庐断裂带及其附近的两侧区域,一系列的地质活动从未间断过。2011年3月11日日本仙台市以东的太平洋海域发生了一次9.0级的巨震,震源深度约为24km。该地震是日本有史以来规模最大的地震,此地震对日本的一些城市甚至造成了毁灭性的破坏。日本岛与我国大陆东部地区同属于欧亚板块、太平洋板块以及菲律宾板块的交汇处,地球动力学背景上具有同源性,太平洋板块对欧亚板块的俯冲作用是我国东部地区地震活动的重要动力来源之一。2004年12月发生在印尼的苏门答腊大地震,曾导致2000公里之外的我国川滇地区地震活动性明显增强。郯庐断裂带在历史上曾发生过1668年郯城8.5级大地震以及1975年海城7.3级地震,此次日本地震对中国郯庐断裂带会产生多大的影响,是一个值得关注的问题。本文运用有限元数值模拟的方法探究了日本3.11大地震对我国郯庐断裂带的影响,具体研究工作如下:(1)根据实际地质资料,建立覆盖面积约1050平方公里的有限元模型一,并根据GPS实测资料对模型边界条件进行位移约束。实验表明模拟结果与实际GPS测量值是相吻合的,验证了本文数值模拟方法是可行的。(2)在模型一的基础上,为提高模拟精度,选取了郯庐断裂带中地震最为强烈的段落,建立模型二,并将网格划分的更为精密,然后根据实际测得数据对模型进行数值模拟。实验表明日本大地震对我国东北地区的影响要明显大于华北地区,东北地区同震位移最高达到了30多毫米;同时,在断裂带的东西两侧,位移值有明显的差别,可见断层处的介质较为松弛,对位移有明显的延迟作用。(3)选取日本3.11大地震之后发震非常频繁的松原震群,对该区域进行位移场数值模拟,并进行库仑应力的计算,通过计算结果中库仑应力的变化,探究了未来发生地震的可能性。(4)模拟研究了日本3.11大地震发生时郯庐断裂带山东段位移场的变化。模拟结果显示,东西向位移在山东地区整体呈东高西低的态势,整个梯度变化比较均衡;而南北向位移在郯庐断裂带临沂潍坊段,不论在X方向还是Y方向上,位移都出现了一个非常大的梯度变化,通过矢量分析发现,这一区域的应力应变值发生了较明显的旋转。我们得出结论:未来一段时间,山东地区沿郯庐断裂带的临沂至潍坊一带的地震危险性应该引起我们更多的关注。本文创新之处:(1)地质模型选取范围不仅仅包含震中及其附近区域,而且扩展到了离震源很远的地区,模型覆盖面积达1050平方公里,实验的结果更加科学。(2)本文中的实验均在最新版本的ANSYS平台下进行,模型的网格划分跟前人相比更加精细,计算结果精度有明显的提高。(3)模型边界条件完全按照实际地震的发震数据进行约束,并将模拟结果与实测GPS数据进行全方位的对比,保证了模拟结果的可靠性。
[Abstract]:The Tanlu fault zone is one of the large fault zones in the eastern part of China . This fault has undergone a multi - stage structure , not only a deep fault zone dominated by shear movement , but also one of the important sources of seismic activity in the eastern part of China . ( 4 ) The changes of the displacement field of the Tanlu fault zone in the Tanlu fault zone during the occurrence of the 3.11 earthquake in Japan are studied . The simulation results show that the east - west displacement has a very large gradient change in the eastern part of Shandong Province .
【学位授予单位】：上海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P315.2

【参考文献】