非平面断层与等效平面断层的破裂动力学及辐射特征研究

发布时间：2023-08-01 20:05

　　地震断层几何形态多种多样,是地震破裂复杂性的重要来源之一,本文提出并构造非平面断层的动力学等效平面断层,利用非均匀的屈服强度近似断层不连续处在破裂过程正演中的影响,使平面断层得到相似的破裂过程和滑动量分布。文中采用曲线网格有限差分方法和并行计算结合,高效率高精度的计算非平面断层动力学破裂过程,几何投影计算等效平面伪滑动速率分布,再以半解析的半空间牵引力边界积分方程为基础,代入计算等效平面断层的等效静摩擦系数分布,再以此正演得到等效平面断层的破裂过程,分析对比等效平面断层的屈服应力变化,从而在量化认识断层非平面几何在破裂过程的影响中提供了另外一种思路。最后结合非平面断层破裂和等效平面断层破裂模型计算了二者的近远场辐射场,波形吻合良好。 本文详细介绍了阶梯断层的破裂跳跃问题的数值模拟和地质调查情况。对非平面断层来说,破裂传播到发震断层末端之后,是否能继续触发子断层,如果触发能否继续破裂传播开去,都是决定最终地震大小的重要因素。大量的地质调查发现几乎所有的成功跳跃阶梯断层的阶梯距离都在4-5公里以下,也有个别研究者认为Kunlunshan地震曾经出现过10公里的跳跃,但没有继续传播开去。受限...

【文章页数】：116 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
目录
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主要符号对照表
第一章 绪论
    1.1 问题提出和研究意义
    1.2 非平面断层动力学模拟研究
    1.3 等效平面断层研究提出
    1.4 压缩型断层和拉张型断层
    1.5 本文的研究目的和内容
第二章 非平面断层的等效平面断层构造
    2.1 等效平面断层的定义
    2.2 非平面断层破裂有限差分求解
    2.3 半空间单断层牵引力边界积分方程
    2.4 等效平面断层的构造
    2.5 有限断层辐射场计算
    2.6 本章小结
第三章 阶梯断层的等效平面断层
    3.1 结果展示
        3.1.1 阶梯断层
        3.1.2 等效平面断层的静摩擦系数分布
        3.1.3 等效平面断层和阶梯断层的辐射波场对比
        3.1.4 等效平面断层和阶梯断层的强地面运动对比
    3.2 本章小结
第四章 阶梯断层触发跳跃研究
    4.1 模型和方法
    4.2 模拟结果
        4.2.1 内聚力的影响
        4.2.2 自由表面的影响
        4.2.3 破裂加速距离
    4.3 分析和讨论
    4.4 超剪切破裂速率的诱发
    4.5 本章小结
第五章 分岔断层动力学模拟
    5.1 考虑正应力计算非平面破裂的边界积分方程方法
    5.2 正应力的影响
    5.3 破裂路径倾向性
    5.4 速率状态摩擦准则的边界积分方程方法实现
    5.5 本章小结
第六章 Izmit地震中的阶梯断层相互作用
    6.1 引言
    6.2 结果展示
    6.3 本章小结
第七章 结论和展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得旳研究成果



本文编号：3838273