三维地震断层动力破裂的显式并行有限元解法

本文在近场波动有限元的基础上,根据断层动力破裂的摩擦模型,详细地推导出了断层面节点在破裂的不同时刻的计算公式,提出了一种模拟断层动力破裂的显式并行有限元方法,利用此方法,可以模拟断层的破裂过程、地表破裂及由此产生的地面运动。

2010年海地地震的复杂破裂机制与地形控制的滑坡样式对称性

2010年1月12日的MW7.0海地地震发生在北美板块与加勒比板块交界的复杂形变区域。综合大地测量、地质和地震数据断定,地表变形是由莱奥甘逆冲盲断层破裂驱动的,而部分破裂为发生在恩里基约—普兰廷加登断层(EPGF)上的深侧向滑移。这次地震触发了至少4 490处滑坡,主要为浅层的扰动碎屑流、泥石—土质崩塌与滑落,以及一些侧向滑移,分布面积约为2 150km2。这些滑坡的区域分布特征与大部分类似的以前地震触发滑坡事件报告不同。大部分同震滑坡并没有发生在主破裂的上盘,而是聚集在莱奥甘盲破裂与恩里基约—普兰廷加登断层盲破裂的交汇处,这里的地形起伏和斜坡陡度均高于平均值。此外,遭受到高同震上升的低地形起伏区域倾向于比以往研究中认为的上盘更容易发生滑坡。我们认为复杂的破裂动力学与地形的综合影响主要控制了这种以前研究中很少记录的地震滑坡样式。对比近期其他地区相似震级的逆断型地震事件我们得出结论,2010年海地地震的较低静态应力降、平均断层位移和盲破裂导致了比以往研究表现出更少、更小和更对称的滑坡分布。我们的结果提醒不要过分依靠全面的边坡稳定性地震动响应模型。

岩石“亚失稳”破裂的实验结果无法用来预测大地震

利用岩石样品在失稳破裂前有“亚失稳”现象的实验结果,是不能预测大地震的。作此论断的主要理由是:①大地震与小地震的基本区别是,大地震在初始破裂发生后有一个长时间(几十秒,最长可达几百秒)的断层动态破裂过程,目前还不能预测断层的动态破裂何时会停止,因而不能预测地震的大小。②岩样的“亚失稳”实验结果即使可推广到野外地震发生的研究,充其量只能预测地震初始破裂的发生,但无法断定发生初始破裂后,地震是否会发展为一个断层面很大的大地震。③通过反演观测的地震波虽然可以得到地震动态破裂过程的认识,但由于断层破裂动力学目前还不能提供符合实际断层动态破裂过程的理论模型,没有理论模型就不能做预测。