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                        主辦單位:煤炭科學研究總院有限公司、中國煤炭學會學術期刊工作委員會

                        為什么自然界中超剪切破裂的地震是如此之少?

                        2022-03-24

                        超剪切破裂的地震由于比同震級的亞剪切地震造成更為嚴重的地震災害,因而受到廣泛重視.可是,自然界中超剪切破裂的地震數量極其稀少;到目前為止,全球只是發現了十幾個超剪切破裂的震例.


                        那么是哪些因素造成了超剪切破裂地震是如此之少?這個科學問題,至今未見前人有系統的分析和研究。


                        為此,應急管理部國家自然災害防治研究院朱守彪研究員等利用有限單元的計算方法,對觸發產生超剪切破裂的幾種常見力學因素進行定量分析。


                        有限元模擬結果顯示,地表作為觸發產生超剪切破裂效率最高的因素,但當地表附近具有沉積層、未固結的斷層泥等松軟介質時,地表附近斷層介質是由速度強化的摩擦本構關系所控制,此時亞剪切破裂無法轉換為超剪切破裂,近地表的這層薄薄的摩擦速度強化層會有效抑制超剪切破裂的發生。


                        此外,模擬結果還表明,斷層上的障礙體、反凹凸體、斷層階區雖然可以促使亞剪切破裂轉換為超剪切破裂,但在轉化過程中,由于破裂出現時間上的停頓,這樣整個斷層上的破裂速度就被平均為亞剪切破裂,即遠場地震臺站接收的地震信息很可能無法辨別局部超剪切破裂的發生。


                        若要產生一個目前可以識別的超剪切破裂地震事件,其條件十分苛刻,通常需要斷層的長度足夠長,斷層幾何要足夠平直,初始應力水平要足夠高,地表的摩擦速度強化層厚度要足夠薄,近場要有足夠多的地震臺站等。


                        由此可見,上述這些因素導致了自然界中可以辨別的超剪切破裂地震非常稀少。本研究有助于我們深入理解超剪切破裂發生的力學機制,有助于我們更好地評估地震災害.

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                          責任編輯:宮在芹
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