複雑な断層面形状を作り出す地震の動的破壊機構の解明

阐明产生复杂断层面形状的地震动态破裂机制

基本信息

批准号：
11740259
负责人：
亀伸樹
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11740259/
关键词：
地震シミュレーション境界積分方程式法断層面形状亀裂

项目摘要

2軸圧縮載荷において複雑な形状を持つ剪断型亀裂の動的破壊成長シミュレーションを行い、非直線的な破壊面形成において放射される地震波の特性について調べた。計算は自ら開発した境界積分方程式法によるコードを利用して行った。最終的に屈曲により自発停止した破壊の成長過程において放射される弾性波の特徴を明らかにする目的で、特に、地震破壊成長停止の古典的モデルである「バリアモデル(破壊強度の局所的増大により破壊成長が停止)」と「負の応力降下量モデル(応力降下量が比較的広い領域で負になることにより破壊成長が停止)」から放射される弾性波との比較を行い、それぞれの特徴を調べた。弾性波の観測点はX1軸(初期亀裂延長方向)上に置く。変位速度波形のX1軸直交成分を比較すると、バリアモデルによる波形と我々の自発的破壊停止モデルによる波形は大まかな一致を示した。これは、自発的破壊停止モデルでは屈曲後ほとんど成長を行わず、全体として急激な停止を行うためである。負の応力降下量モデルでは、破壊成長が徐々に減速し停止にいたるため、相対的に短周期成分が欠けることとなった。したがって、自発的破壊停止モデルにより放射される弾性波は、実際上バリアモデルから放射されるものとほとんど同一であると言える。

对双轴压缩加载下形状复杂的剪切型裂纹进行动态断裂扩展模拟，研究了非线性断裂面形成时辐射的地震波特性。计算是使用我自己基于边界积分方程方法开发的代码进行的。为了阐明破裂增长过程中发出的弹性波的特征，最终由于弯曲而自发停止，我们特别关注“屏障模型”，它是地震破裂增长停止的经典模型对“负应力降模型（当应力降在相对较宽的区域内变为负值时裂缝生长停止）”发出的弹性波与我研究的每个模型的特性进行了比较。弹性波观测点置于X1轴（初始裂纹扩展方向）上。比较位移速度波形的 X1 轴正交分量，我们发现障碍模型获得的波形与自发断裂停止模型获得的波形大致匹配。这是因为在自发断裂停止模型中，弯曲后几乎没有生长，整个试件突然停止。在负应力降模型中，裂缝扩展逐渐减慢并停止，导致短期成分相对缺乏。因此，可以说自发失效止损模型发射的弹性波实际上与障碍模型发射的弹性波相同。