强震前龙门山及其周缘断裂形变运动与应力累积的数值模拟

发布时间：2017-09-02 16:10

  本文关键词：强震前龙门山及其周缘断裂形变运动与应力累积的数值模拟

  更多相关文章： 龙门山断裂带 粘弹性 形变运动 应力累积速率 数值模拟

【摘要】：龙门山断裂带作为巴颜喀拉块体与四川盆地的边界断裂,于2008年和2013年分别发生了汶川MS8.0、芦山MS7.0地震。巴颜喀拉块体东部龙日坝断裂右旋走滑速率(5.4±2.0)mm/a,岷江断裂于1713年和1933年分别发生了MS7.0、7.5地震,虎牙断裂中、南段于1973-1976年连续发生了MS6.5、7.2、6.7、7.2四次强震,反映出这些断裂仍具有较强的活动性。因此,在考虑巴颜喀拉块体东部各活动断裂的前提下,模拟龙门山断裂带及其周缘区域强震前地壳形变运动,分析震前区域应力、应变场特征和各断层应力累积速率,对揭示各活动断裂之间的相互关联、汶川和芦山地震的破裂机理、不同断裂地震复发周期等相关问题,具有一定的现实意义。本文综合现有地质、地球物理资料及流变运动的相关研究成果,以ANSYS软件为平台,构建了包含龙门山、龙日坝、岷江和虎牙4条断裂的三维粘弹性有限元模型,以1999-2004年模型周边实测GPS结果为约束,模拟了龙门山断裂带及其周缘区域强震前形变运动,探讨了龙日坝、岷江和虎牙断裂对龙门山断裂带形变运动的影响;区域应力、应变场特征,主压应力沿龙门山断裂带的变化;龙门山、龙日坝、岷江、虎牙断裂各断层压应力和剪应力累积速度与地震活动、断层破裂之间的关联;不同断裂及同一断裂不同段落地震复发周期等相关问题。得到主要认识如下:1)巴颜喀拉块体东部目前所呈现的强烈变形格局以及高应力积累状态是相对统一的动力作用下的特征,而块体东部各活动断裂对区域形变运动的吸收与响应存在差异。平行于龙门山断裂的速度分量大部分被龙日坝断裂吸收,垂直于龙门山断裂的速度分量主要被龙门山断裂自身吸收;岷江和虎牙断裂对龙门山断裂带北段起到一定的屏障作用,导致其北段压缩量明显低于南段。2)沿龙门山断裂带由SW向NE方向延伸,主压应力与断层走向的夹角由接近垂直逐步转至~45°;断层南段挤压、剪切应力累积速率高,且压应力大于剪应力,北段应力累积速率低,压应力与剪应力接近。这与龙门山断裂带西南段中小地震频发、地震活动强烈,东北段偶有小震、地震活动微弱相吻合;也与汶川Ms8.0地震逆冲兼具右旋走滑、芦山Ms7.0地震逆冲破裂的方式相一致。3)假设同等类型地震断层破裂强度相同,则岷江断裂、龙门山断裂南段和虎牙断裂断层破裂以逆冲运动为主,三条断裂的地震复发周期依次变长;龙日坝断裂北段和龙门山断裂北段为逆冲兼右旋走滑破裂,前者地震复发周期短于后者;龙日坝断裂南段为纯右旋走滑破裂,地震复发周期在模拟区域的各断裂中最短。
【关键词】：龙门山断裂带 粘弹性 形变运动 应力累积速率 数值模拟
【学位授予单位】：防灾科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P315.2
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 前言10-16
• 1.1 论文研究背景10-12
• 1.2 论文研究内容12-13
• 1.3 论文创新点13-14
• 1.4 数据来源14-16
• 第二章 有限单元法和材料非线性基本理论16-29
• 2.1 有限单元法发展概况16-17
• 2.2 有限单元法求解基本原理及步骤17-23
• 2.3 材料非线性基本理论23-27
• 2.4 有限元中非线性方程组的求解方法27-29
• 第三章 龙门山断裂带及其周缘三维粘弹性有限元模型29-40
• 3.1 区域动力学及地质构造29-33
• 3.2 区域内主要活动断裂33-34
• 3.3 三维粘弹性有限元模型34-40
• 第四章 模拟结果分析与讨论40-53
• 4.1 速度场40-45
• 4.2 应变场45-46
• 4.3 应力场46-49
• 4.4 综合分析49-53
• 第五章 结论与展望53-56
• 5.1 主要结论53-54
• 5.2 存在问题54-55
• 5.3 未来展望55-56
• 参考文献56-64
• 致谢64-65
• 作者简介65-66

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5 李晓明;汶川地震大灾难祸起龙门山断裂带[N];四川科技报;2008年

6 本版编辑邋中科院院士 刘宝s

本文编号：779537