2008年汶川大地震单侧破裂过程的动力学机制研究

发布时间：2017-10-03 07:04

  本文关键词：2008年汶川大地震单侧破裂过程的动力学机制研究

  更多相关文章： 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

【摘要】：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.
【作者单位】： 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;
【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
【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
【分类号】：P315
【正文快照】： 1　引言2008年发生的汶川大地震,断层破裂过程非常发杂,地表所能观测到的破裂长度达300余千米.地震发生后,国内外很多学者陆续利用多种方法和不同资料(如:地震波形、地表破裂、强地面运动、GPS和InSAR资料等)对汶川地震的破裂过程的运动学模型进行了研究(Ji　and　Hayes,2008;

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本文编号：963795