断层两边材料异性对强地面运动的影响
许多断层区域内,尤其是在板块边界上的断层区域,断层面两边的材料属性通常呈现出极大的不同.这一现象主要是由于跨断层的地质运动及断层周边岩石损伤所造成的.研究断层两边材料异性对于分析地震的危险性及地震的物理本质,都有着重要的科学意义和实际应用价值.考虑到地震的破坏性主要是由强地面运动所决定的,因此本文主要计算并分析断层两边材料异性对强地面运动的影响.为减少计算量，从而更容易的研究断层两边材料异性对强地面运动的影响，文中将实际地震过程的三维情况抽象为二维模型。模型中使用的控制方程与Templeton & Rice（2008）及Viesca et.al（2008）所使用的基本相同，使用的摩擦本构关系是速率-状态相关摩擦关系然后利用有限单元方法对破裂过程进行动态数值模拟。模拟结果表明，在一次地震过程中，离断层距离相同的两个对称点上，位于材料较软区域内的点的峰值加速度要比位于材料较硬区域内的点大，也就是说材料较软区域内的地震危险性比材料较硬的区域高；地震发生时，软区域内的烈度将比硬区域的烈度高。从模拟结果中还发现：虽然整个研究区域关于断层的中心法线对称，但由于断层两边材料异性以及初始剪应力的反对称，导致了破裂沿断层两个方向传播时不对称，其中一侧断层两边的相对滑动距离要大于另外一侧。此外，在减小摩擦本构关系中系数Bf的值后发现：断层一侧的破裂在传播一段距离后停止传播，此时另一侧继续还在继续往前传播。
地震 断层边缘 材料异性 强地面运动 数值模型 摩擦本构关系
袁杰 朱守彪
中国地震局地球物理研究所 北京 100085 中国地震局地壳应力研究所 北京 100085
国内会议
北京
中文
229-229
2015-10-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）