用数值模拟方法研究不同因素对断层粘滑运动的影响

《用数值模拟方法研究不同因素对断层粘滑运动的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本文的研究做出贡献的集体和个人均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：豳!盔白．日期：论文使用和授权说明丝!!：堇：!』本人完全了解云南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文和论文电子版：允许论文被查阅或借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵循此规定)研究生签名：豳!垒自导师签名：蹲日期：副!鄄／

2、本人及导师同意将学位论文提交至清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”进行电子和网络出版，并编入CNKI系列数据库，传播本学位论文的全部或部分内容，同意按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。研究生签名：豳!毖导师签名：Et期：翟＆』!i2摘要采用弹簧．滑块等断层运动模型和以Dieterich&Linker速度-状态依赖摩擦本构关系为理论基础的断层运动偏微分方程组，用数值模拟计算的方法，模拟研究了断层周围岩石刚度、构造应力加载速度、断层面上正应力不同变化形式等因素对断层面上剪切应力和断层粘滑运动的影响；模拟研究了静态应力扰动(应力阶)和动态应力扰动(应力脉冲和波

3、包)对断层粘滑发生时间的影响。结果显示，断层周围岩石刚度(用弹簧刚度模拟)的大小会影响断层摩擦滑动的稳定性，当刚度小于临界刚度时，断层出现粘滑失稳，粘滑的发生次数随刚度增大而增加；当刚度大于或等于临界刚度时，断层为稳定的摩擦滑动。构造应力加载速度(用弹簧端点的速度模拟)的变化幅度增大时，断层面上粘滑应力降的幅度随之增大，周期随之减小。正应力变化幅度的增加时，断层面上典型的粘滑特征(应力突降表征出的锯齿状粘滑曲线)会随之越来越突出。对于静态应力扰动，在粘滑周期内加载应力扰动，会出现两个对粘滑发生时间影响最大的时刻，而在粘滑周期的末期加载应力扰动，不会影响下一次粘滑发生的时间。粘滑发生时间的变

4、化会随着扰动幅度的增加而增大。对于动态应力扰动，粘滑发生时间的变化随正应力脉冲半宽度的变化总体是一种增加的趋势，波包周期对粘滑发生时间的影响存在一个临界周期，且应力扰动幅度越大或者扰动加载时间越晚，波包周期对粘滑发生时间的影响越大。关键词：数值模拟；断层：速度一状态：粘滑AbstractWeadoptthemotionmodelsuchasspring-blockmodel，andestablishpartialdifferentialequationsbasedOnDieterieh&Linkerrate—and—statedependentfrictionlaw,thenusethen

5、umericalsimulationmethodtostudytheimpactofvariousfactorsOiltheshearstressandthestick-slipofthefaultwhichincludetherockstiffnesssurroundingthefault，theloadingvelocityofthetectonicforcesandthechangeofthenormalstress．Furthermore，westudythenormalstressstatic(normalstresssteps)anddynamic(stresspulsesan

6、dwavepacket)perturbationsonthetimetoStick—slip．Weshowthattherockstiffnesssurroundingthefaultcallaffectthestabilityofthefault，ifthestiffnessislessthanthecriticalvalue，thefaultappearsstick-slip，andthenumberoftheStick—slipincreases谢ththestiffness．Ifitisequalorgreaterthanthecriticalvalue，thefaultslipi

7、sstable．Whentheamplitudeofvariationofthetectonicforcesloadingvelocity(whichusestheloadingrateofthespringtosimulate)becomeslarger,thereisaincreaseintheamplitudeofthestressdropandadecreaseinthecycleofthestick—slip．