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2024-06-18 15:10:22

自相似分形应力更适合破坏性场景模拟

导读 情景在评估活动断层沿线的灾害方面具有实际用途。然而,确定破坏性情景的震源,特别是在处理非均匀应力时,可能具有挑战性。中国科学技术大...

情景在评估活动断层沿线的灾害方面具有实际用途。然而,确定破坏性情景的震源,特别是在处理非均匀应力时,可能具有挑战性。中国科学技术大学的研究人员对中国东部最大的走滑断层郯庐断层进行了研究,表明自相似分形应力更适合表征情景的震源。

这项研究集中于郯庐断层的新义-泗洪段,该地区已知可能发生7.5级。震源位于宿迁附近 10 公里深处,高低速度之间的明显对比表明这里存在潜在的震源点。该团队根据控制大的缩放定律有效地限制了断层破裂的长度和宽度。

为了更好地理解破裂传播与应力非均匀性耦合的物理过程,研究人员采用有限差分法模拟了情景破裂过程。加入了与深度相关的背景正应力。他们利用自相似的分形应力扰动来表征断层走向的应力非均匀性。与水平均匀应力模型相比,研究人员发现水平均匀应力模型的震源时间函数与 Haskell 模型的震源时间函数非常相似。然而,自相似应力模型与真实中观察到的震源时间函数更为接近。

动态破裂模拟提供了有关各种应力条件如何影响破裂行为和地面运动的见解。值得注意的是,自相似应力模型采用了较短的特征长度,表明初始应力更粗糙,滑动分布更不均匀。在宿迁附近的震中以北,模型预测由于附近的低速区和断层上的高滑动率,振动会更剧烈。该地区位于 9 度烈度区内,凸显了有对性的防震准备和建设抗震能力的重要性。

这项研究强调了在情景模拟中耦合自相似分形应力的重要性。通过加深我们对破裂传播和地面运动中应力异质性效应的理解,科学家可以为基础设施发展和灾害防备战略提供更好的指导。