2010年Mw8.8 Maule地震震后形變三維粘彈性數值模擬
發(fā)布時間：2021-11-26 04:22
由于板塊間的耦合作用,俯沖過程的能量部分被積蓄為彈性勢能,并在超過板間斷層的破裂極限時釋放,產生板間大地震。由于俯沖作用的持續(xù)性,俯沖帶大地震周期性的發(fā)生,而地下結構會因大地震的應力擾動產生粘彈性形變響應。這部分效應可能是由于俯沖帶不同區(qū)域、不同性質的物質對大地震產生的響應疊加形成的。前人對俯沖帶的研究中認為控制俯沖帶地震周期形變的主要動力學過程包括上地幔粘彈性應力松弛效應、斷層面震后余滑效應、斷層面閉鎖效應、孔隙回彈效應等。反之,通過對大地震震后變形的深入研究,可以進一步了解震后動力學過程,并且更好的約束俯沖帶流變結構和性質。2010年在Nazca板塊與南美板塊交界的南美俯沖帶上,發(fā)生了 Mw8.8智利Maule地震,是自1960年Mw9.5大地震后該區(qū)域震級最大的地震。本研究希望結合其它俯沖帶地震最新研究成果以及南美俯沖帶前人相關研究,通過建立更完善的三維有限元模型,對Maule大地震震后形變開展深入研究,對該地震的震后各部分動力學效應進行綜合模擬,確定該俯沖帶區(qū)域上地幔的流變學參數和震后余滑的時空演化。近幾十年來發(fā)展起來的GPS等大地測量技術可以記錄震前及震后高精度的、連續(xù)的位移...
【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】：56 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１所示，三個變形時期??接續(xù)變化，分別有不同的主導效應
?；?第１章引言???ａ?Ｓｕｍａｔｒａ?ｂ?Ｃｈｉｌｅ?ｃ?Ｃａｓｃａｄｉａ??，，？＇?＇?￣ｒ１?１?；?１?１?ｊ３５。ｓｆｒ—二」々〇；〇二５０。Ｎｒ，ｖ＾＃?ｒ＇．：ｒｖ?，！?；?＇＜??ｐＷ??Ｒ＿１??００°?Ｅ?７５°?Ｗ?７０。ｗ?１２５°?Ｗ?１２０°?Ｗ??圖１．２三個處于地震周期中不同階段的俯沖帶（引自Ｗａｎｇ等，２０１２）??類似于余震，大地震后在斷層面上仍然有持續(xù)的滑移在進行，但又與余震不??同的是，這部分滑移是無震的，在地震波形圖上沒有記錄，但確實影響了震后形??變常一般認為震后余滑與包括俯沖帶斷層面上的ａｓｐｅｒｉｔｙ和隨俯沖進入深部的??沉積物在內的等諸多因素有關。以上這些因素可以在摩擦準則中得以體現，一般??認為孕震區(qū)是速度弱化區(qū)，而震后余滑分布可能在同震沒有破裂的速度強化區(qū)。??有許多實驗研宄都試圖量化斷層面的摩擦參數以幫助理解孕震過程和地震??周期，但對這個問題的物理解釋還存在分歧。Ｄｉｅｔｅｒｉｃｈ等（?１９７８；?１９７９）提出兩??個滑動面之間真正的固？固接觸面積導致了摩擦系數與速率或狀態(tài)相關。在低滑??移速率或總體滑移為零的情況下，由于現有接觸點受壓蠕變，實際接觸面積會增??力口。而在滑動速率增大時，實際的的接觸面積也會增大，剪切阻力增大。在新的??速度下，剪切阻力向新的穩(wěn)態(tài)演化，具有新的穩(wěn)態(tài)接觸面積。當較高速度的穩(wěn)態(tài)??接觸面積較大時，速度增強發(fā)生，而較高速度的穩(wěn)態(tài)接觸面積較低時，速度減弱。??對速度－狀態(tài)相關的摩擦準則也有基于實際材料的解釋，如熱分解等（Ｈａｎ等，??２０１３）。熱分解是指化合物在高溫下分解為更簡單的化合物的反應。其
壓力會隨著同震壓??力的變化而變化，在壓縮區(qū)域增加，而在擴張區(qū)域減校在地震之后，流體又將??從高壓區(qū)遷移到低壓區(qū)域。這樣就導致了稱之為孔隙回彈的地表變形效應（圖??１．３）�？紫痘貜検且粋�與時間相關的過程，其回彈速率受流體粘度和巖石滲透率??等因素控制。??｜＿＿＿??Ｉ■—?｜—＂?＾?１—??１４０Ｅ?１４２＇Ｅ?１４４＇Ｅ?１４０’Ｅ?１４２Ｅ?１４４Ｅ?１４０Ｅ?１４２Ｅ?１４４＊Ｅ??－１０?０?１０??Ｖｅｒｔｉｃａｌ?（ｃｍ）??圖１．３?２０１１年Ｔｏｈｏｋｕ地震后上地殼的孔隙回彈效應模擬（引自Ｈｕ等，２０１４）??（ａ）孔隙回彈只在大陸地殼上方６?ｋｍ發(fā)生（ｂ）孔隙回彈只在海洋地殼上方１６?ｋｍ發(fā)生??（ｃ）孔隙回彈在大陸地殼和海洋地殼中都發(fā)生??如上所述，我們需要根據近年來的新發(fā)現對納斯卡－南美俯沖帶的三維粘彈??性結構進行進一步的研究，而被地表ＧＰＳ臺網記錄到的２０１０年Ｍｗ８．８?Ｍａｕｌｅ地??震引發(fā)的震后形變數據為確定此區(qū)域的流變學結構提供了良好的約束。??１．２?２０１０年Ｍａｕｌｅ地震研究背景及研究目的??如圖１．４所示，納斯卡板塊以６６?ｍｍ／ｙｒ的速率向南美板塊下俯沖，積累的??５??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Layering of subcontinental lithospheric mantle[J]. Ling Chen. Science Bulletin. 2017(14)
本文編號：3519387
【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】：56 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１所示，三個變形時期??接續(xù)變化，分別有不同的主導效應
?；?第１章引言???ａ?Ｓｕｍａｔｒａ?ｂ?Ｃｈｉｌｅ?ｃ?Ｃａｓｃａｄｉａ??，，？＇?＇?￣ｒ１?１?；?１?１?ｊ３５。ｓｆｒ—二」々〇；〇二５０。Ｎｒ，ｖ＾＃?ｒ＇．：ｒｖ?，！?；?＇＜??ｐＷ??Ｒ＿１??００°?Ｅ?７５°?Ｗ?７０。ｗ?１２５°?Ｗ?１２０°?Ｗ??圖１．２三個處于地震周期中不同階段的俯沖帶（引自Ｗａｎｇ等，２０１２）??類似于余震，大地震后在斷層面上仍然有持續(xù)的滑移在進行，但又與余震不??同的是，這部分滑移是無震的，在地震波形圖上沒有記錄，但確實影響了震后形??變常一般認為震后余滑與包括俯沖帶斷層面上的ａｓｐｅｒｉｔｙ和隨俯沖進入深部的??沉積物在內的等諸多因素有關。以上這些因素可以在摩擦準則中得以體現，一般??認為孕震區(qū)是速度弱化區(qū)，而震后余滑分布可能在同震沒有破裂的速度強化區(qū)。??有許多實驗研宄都試圖量化斷層面的摩擦參數以幫助理解孕震過程和地震??周期，但對這個問題的物理解釋還存在分歧。Ｄｉｅｔｅｒｉｃｈ等（?１９７８；?１９７９）提出兩??個滑動面之間真正的固？固接觸面積導致了摩擦系數與速率或狀態(tài)相關。在低滑??移速率或總體滑移為零的情況下，由于現有接觸點受壓蠕變，實際接觸面積會增??力口。而在滑動速率增大時，實際的的接觸面積也會增大，剪切阻力增大。在新的??速度下，剪切阻力向新的穩(wěn)態(tài)演化，具有新的穩(wěn)態(tài)接觸面積。當較高速度的穩(wěn)態(tài)??接觸面積較大時，速度增強發(fā)生，而較高速度的穩(wěn)態(tài)接觸面積較低時，速度減弱。??對速度－狀態(tài)相關的摩擦準則也有基于實際材料的解釋，如熱分解等（Ｈａｎ等，??２０１３）。熱分解是指化合物在高溫下分解為更簡單的化合物的反應。其
壓力會隨著同震壓??力的變化而變化，在壓縮區(qū)域增加，而在擴張區(qū)域減校在地震之后，流體又將??從高壓區(qū)遷移到低壓區(qū)域。這樣就導致了稱之為孔隙回彈的地表變形效應（圖??１．３）�？紫痘貜検且粋�與時間相關的過程，其回彈速率受流體粘度和巖石滲透率??等因素控制。??｜＿＿＿??Ｉ■—?｜—＂?＾?１—??１４０Ｅ?１４２＇Ｅ?１４４＇Ｅ?１４０’Ｅ?１４２Ｅ?１４４Ｅ?１４０Ｅ?１４２Ｅ?１４４＊Ｅ??－１０?０?１０??Ｖｅｒｔｉｃａｌ?（ｃｍ）??圖１．３?２０１１年Ｔｏｈｏｋｕ地震后上地殼的孔隙回彈效應模擬（引自Ｈｕ等，２０１４）??（ａ）孔隙回彈只在大陸地殼上方６?ｋｍ發(fā)生（ｂ）孔隙回彈只在海洋地殼上方１６?ｋｍ發(fā)生??（ｃ）孔隙回彈在大陸地殼和海洋地殼中都發(fā)生??如上所述，我們需要根據近年來的新發(fā)現對納斯卡－南美俯沖帶的三維粘彈??性結構進行進一步的研究，而被地表ＧＰＳ臺網記錄到的２０１０年Ｍｗ８．８?Ｍａｕｌｅ地??震引發(fā)的震后形變數據為確定此區(qū)域的流變學結構提供了良好的約束。??１．２?２０１０年Ｍａｕｌｅ地震研究背景及研究目的??如圖１．４所示，納斯卡板塊以６６?ｍｍ／ｙｒ的速率向南美板塊下俯沖，積累的??５??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Layering of subcontinental lithospheric mantle[J]. Ling Chen. Science Bulletin. 2017(14)
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