分形断层的隧道效应和平面内剪切断层的跨S波速破裂

• 作者: 李世愚 陈运泰
• 来源期刊: 地震学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 地震破裂动力学 平面内剪切断层 分形 跨S波速破裂
• 年，卷（期）: 1999,（1）
• 页码范围: 17-23
• 页数: 7页
• 分类号: P3
• 字数: 4619字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:0253-3782.1999.01.003

摘要

跨S波速破裂指断层破裂速度v处于S波速度β和P波速度α之间,它在反平面剪切(即走滑)断层破裂过程中的存在已有证明,但在二维经典模型内,跨S波速破裂的实现还存在两个解释上的困难,即起始困难和发散困难.起始困难是指:当v↑vR(瑞利波速度)时,动态应力强度因子K2(t)→+0; 在区间(vR, β)内,K2(t)由正变负.破裂速度如何越过"禁区"(vR,β)发散困难是指:在v↓β时,K2(t)→+∞.我们引入断层普遍存在的分形和隧道效应概念.断层为多裂纹的分形结构.破裂速度是断层长度对时间的微商,因此,破裂速度也是分形的.隧道效应是指动态破裂越过裂纹间隙,而间隙的归并滞后于扰动的传播.假定孕震"成核"区处于临界状态或亚临界扩展状态,扰动的到来立即触发或加速裂纹前缘的扩展, 而观测系统又不能区分扰动前缘和破裂前缘,则扰动传播的速度就被观测系统认定为破裂速度, 从而出现了跨S波速破裂的现象, 它是一种表观速度.导出表观速度的真正根源,在于剪切破裂的数学模型本来就是复杂过程的一种简化表象.破裂速度的二重性是指表观速度和微裂纹的真实速度, 二者在物理上有区分, 却在破裂判据上统一.将上述概念代入K2(t)的计算, 克服了起始困难,给出了求解激发跨S波速破裂起始的积分方程,并计算出破裂速度在跨S波速区间内的下限为1.105 3β, 而不是β, 从而避免了发散困难.跨S波速破裂是不稳定解, 在非临界区段可测的条件下,立即退化为亚瑞利波速破裂.本研究的结果说明,跨S波速破裂的起始和持续取决于孕震区的"成核"状态.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈运泰		76	2318	25.0	47.0
2	李世愚		24	254	9.0	15.0