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正应力对走滑断层亚失稳协同化影响数值模拟

代树红 孙朝阳

代树红, 孙朝阳, 2025. 正应力对走滑断层亚失稳协同化影响数值模拟. 地质力学学报. DOI: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025022
引用本文: 代树红, 孙朝阳, 2025. 正应力对走滑断层亚失稳协同化影响数值模拟. 地质力学学报. DOI: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025022
DAI ShuHong, SUN ZhaoYang, 2025. NUMERICAL SIMULATION OF THE INFLUENCE OF NORMAL STRESS ON STRIKE-SLIP FAULT SUB-INSTABILITY COORDINATION. Journal of Geomechanics. DOI: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025022
Citation: DAI ShuHong, SUN ZhaoYang, 2025. NUMERICAL SIMULATION OF THE INFLUENCE OF NORMAL STRESS ON STRIKE-SLIP FAULT SUB-INSTABILITY COORDINATION. Journal of Geomechanics. DOI: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025022

正应力对走滑断层亚失稳协同化影响数值模拟

doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025022
基金项目: 断层亚失稳与地震短临前兆物理机制的实验(U1839211)

NUMERICAL SIMULATION OF THE INFLUENCE OF NORMAL STRESS ON STRIKE-SLIP FAULT SUB-INSTABILITY COORDINATION

  • 摘要: 为揭示走滑断层在不同正应力作用下的协同化规律,通过数值模拟方法系统研究了走滑断层的失稳过程。通过对比分析不同正应力条件下走滑断层剪应变场的时空演化特征,探讨了正应力对剪应变场演化和断层位移的影响,并基于剪应变场和断层位移的变化,对协同化程度进行了定量判定。研究结果表明:在相同条件下,垂直于断层方向的正应变随时间步增长呈递减趋势;而平行于断层方向的剪应变,在不同监测点演化规律相似但均值大小不同,1号监测点剪应变均值为负值,11号监测点剪应变均值为正值,2~10号监测点剪应变均值趋向于0,其中监测点为获取数据变化的监测位置;在亚失稳阶段断层应力累积至临界时,模型的薄弱区域剪应变率先显著增加,剪应变集中区域范围逐渐扩展并贯通,最终形成连续的剪应变联通区域;同震位移、剪应变和剪应变能密度同正应力呈正相关关系;随着正应力的增加,协同化系数逐渐减小,协同化程度增加,在亚失稳阶段协同化系数出现明显的下降趋势。最终得出以下结论:正应力通过调控剪应变能的空间分布与释放过程,显著影响走滑断层亚失稳阶段的协同化程度;正应力增大导致同震位移增加、剪应变能积累增强,并有效提升断层的协同化程度;协同化系数可作为量化断层失稳前协同化程度的关键指标,对识别断层亚失稳状态具有应用价值。这一研究明确了正应力与走滑断层协同化程度之间的正相关关系,为地震预测和防灾减灾提供了重要的科学依据。
     

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2025-03-06
  • 修回日期:  2025-09-08
  • 录用日期:  2025-09-08
  • 预出版日期:  2025-09-08

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