断层地震孕育和发生的不稳定性模型

• 作者: 李平恩 殷有泉
• 来源期刊: 地球物理学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 倾斜断层 地震不稳定性 断层本构关系 Coulomb破裂准则 平衡路径曲线
• 年，卷（期）: 2014,（1）
• 所属期刊栏目: 地球动力学·地震学·地磁学
• 页码范围: 157-166
• 页数: 10页
• 分类号: P315
• 字数: 8641字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6038/cjg20140114

摘要

在以前的工作中,考虑直立走滑型断层地震,假设断层面微元破裂强度遵循Weibull概率分布,由细观力学方法推导出断层面的宏观本构关系是一个非线性函数,表现为弹性-软化塑性特征,在此基础上用稳定性理论研究了地震稳定性问题.而实际断层大多是倾斜的,为此,本文首先建立了由围岩和倾斜断层构成的平面地震力学模型,采用宏观的断层载荷-变形的全过程曲线,详细讨论了倾斜断层地震的不稳定性问题.结果表明,远场一旦施加位移,断层也同时错动,这可能与实际情况不符合.为了更好的模拟断层的初始能量累计过程,进一步对断层本构模型进行改进.考虑断层面破裂强度,采用Coulomb破裂准则,则断层表现为刚塑性本构关系,只有当断层面剪应力达到一个临界值时,断层才开始错动.研究表明,对于倾斜断层地震,与直立走滑型断层地震一样,系统刚度比β(围岩切线刚度与断层刚度最大值之比)是决定地震失稳的重要参数,只有当β＜1时才会出现地震失稳,且伴随应力突跳和围岩应变能释放.当β≥1时,仅仅是断层无震滑动,不会发生地震.在远场应施以位移形式边界条件,以致地震失稳发生在平衡路径的位移转向点并伴有应力突跳.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李平恩		12	11	2.0	2.0
2	殷有泉	北京大学力学与工程科学系	24	487	10.0	22.0