地震发生过程的有限单元法模拟——以苏门答腊俯冲带上的大地震为例

作者：朱守彪; 邢会林; 谢富仁; 石耀霖

来源：地球物理学报, 2008, (02): 460-468.

• 有限单元
• 摩擦接触
• 地震
• 苏门答腊俯冲带

地震预报由目前的经验预报走向物理预报,数值模拟地震过程是其中的关键.文中应用统一的数学公式表述了速率相关的摩擦接触中黏着(sticking)和滑移(sliding)这两种不同的运动状态;有限元计算中采用静力显示的时间积分方法,基于R最小策略,控制时间步长以保持力学状态变化稳定,从而保证有限元计算过程平稳、收敛.以2004年发生过Mm=9.3特大地震的苏门答腊俯冲带为例,模拟了俯冲带上俯冲板片与上伏板块之间的闭锁、解锁、滑动到再闭锁这一准周期性过程,即地震的孕育、发生过程.计算结果表明,俯冲带上具有较大尺度、介质均匀、摩擦系数相同的区域是产生大规模、大幅度整体突然滑动(即大地震)的条件;模拟的苏门答腊俯冲带上的大地震在时间上有准周期性,空间上有迁移特征,破裂由深部向浅部进行;此外,俯冲带的几何特征对大地震的震源位置有很大的影响.

• 出版日期2008-3-15
• 单位中国地震局地壳应力研究所; 中国科学院大学