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      基于三維粘彈性有限元研究汶川地震對川滇地區(qū)的震后影響

      2018-11-05 10:56:26蔣鋒云朱良玉李玉江
      地震研究 2018年2期
      關鍵詞:有限元

      蔣鋒云 朱良玉 李玉江

      摘要:在考慮川滇地區(qū)地殼介質(zhì)的橫向分塊、縱向分層特征,及汶川地震同震斷層面靜態(tài)位錯上下盤非對稱性的基礎上,構建川滇地區(qū)地殼三維粘彈性有限元模型,研究了汶川地震對川滇地區(qū)的震后影響。結(jié)果表明:(1)震后l0 a由于介質(zhì)粘彈性松弛效應產(chǎn)生的遠場水平變形在川滇菱形地塊內(nèi)部約0~20mm,對其北部影響較大,南部較刁、,其產(chǎn)生的遠場垂直變形較小,在川滇菱形地塊大部分區(qū)域表現(xiàn)為0~4mm的上升:(2)離發(fā)震斷層較近的鮮水河斷裂、東昆侖斷裂,震后水平和垂直形變呈現(xiàn)高梯度帶:(3)為了和汶川地震之后川滇地區(qū)強震活動進行對比,計算了主要塊體邊界活動斷裂水平應力狀態(tài)和庫侖破裂應力變化。從同震及震后位移場空間分布特征、應力狀態(tài)反映的斷層活動特征及庫侖破裂應力變化反映的斷層面應力加卸載情況來看,與該區(qū)域強震活動分布在空間上存在一定的相關性。

      關鍵詞:汶川地震;有限元;粘彈性松弛;川滇地區(qū)

      中圖分類號:P315.725 文獻標識碼:A 文章編號:1000-0666(2018)02-0233-11

      0 引言

      自前,普遍的認識是一次大地震震后短期發(fā)震斷層近場的地殼變形主要由發(fā)生在斷層面及其延伸部分的滑移(震后余滑)和孔隙介質(zhì)反彈控制(Jouanne et al,2011;Jonsson et al,2003),而震后長期的遠場變形則主要受脆性上地殼下部的粘性下地殼和上地幔內(nèi)部同震應力變化導致的粘彈性松弛效應控制(Rice,Gu,1983)。而有關研究表明,由于介質(zhì)粘彈性松弛效應引起的斷層面應力變化(庫侖破裂應力變化)甚至比同震影響更為顯著,可以導致周圍斷層失穩(wěn),從而觸發(fā)強震。如沈正康等(2003)模擬了東昆侖斷裂帶1937年以來的5次7級以上強震在黏彈性成層介質(zhì)中地震斷層錯動產(chǎn)生的應力演化過程,并計算了在后續(xù)地震破裂面上產(chǎn)生的庫侖破裂應力變化,發(fā)現(xiàn)前4次地震均使2001年昆侖山口西8.1級大震發(fā)震斷層面庫侖破裂應力增加,且中地殼和下地殼的黏彈性松弛效應使得庫侖破裂應力場隨著時間的推移而逐漸加強,前3個地震震后松弛效應相比同震影響更為顯著。萬永革等(2007)采用多層彈粘性介質(zhì)中的位錯模型,以M≥7.0大地震和GPS數(shù)據(jù)得出的長期構造加載為形變源,計算得到了地震產(chǎn)生的應力變化,給出了青藏高原東北部1920年以來積累庫侖破裂應力演化,結(jié)果表明:17次大地震均發(fā)生在庫侖破裂應力變化為正的區(qū)域,觸發(fā)率達85%。

      2008年5月12日汶川8.0級特大地震發(fā)生至今已接近10年,有關該地震引起的震后遠場變形的研究不多,少數(shù)的研究(談洪波等,2009;李強等,2013)局限于利用彈性位錯模型,僅考慮介質(zhì)的縱向分層而沒有考慮研究區(qū)復雜的介質(zhì)橫向非均勻性,而川滇地區(qū)相比華南地塊普遍存在流變性更強的中下地殼,對震后形變場產(chǎn)生重要的影響(季靈運等,2015)。相比位錯模型,有限元技術由于能充分考慮地球介質(zhì)的非均勻性、調(diào)整斷層面上下盤同震靜態(tài)位移而在數(shù)值模擬中得到廣泛的應用。因此,本文借助有限元技術,綜合考慮活動地塊、地球物理、大地測量、地震活動等多學科資料,構建考慮地殼介質(zhì)縱向分層、橫向分塊的三維粘彈性有限元模型,以USGS給出的汶川地震同震破裂(Ji,Hayes,2008)作為加載,研究汶川地震對川滇地區(qū)由介質(zhì)粘彈性松弛效應引起的震后形變場、應力場的時空分配關系。

      汶川地震之后,川滇地區(qū)中強地震活動相比地震前出現(xiàn)了一些顯著的變化,如鮮水河斷裂(3次MS≥5.0地震)、大涼山地塊附近(除蘆山地震外,發(fā)生7次MS≥5.0地震)強震活動較為活躍。本文利用有限元模擬結(jié)果計算了汶川地震同震及震后不同時段研究區(qū)域主要塊體邊界活動斷裂應力狀態(tài)和庫侖應力變化,并結(jié)合震后形變應變場時空演化規(guī)律,進一步分析了汶川地震對川滇地區(qū)的震后影響和地震活動之間的相關性。

      川滇地區(qū)三維粘彈性有限元模型

      根據(jù)川滇地區(qū)全新世活動斷裂、地殼上地幔三維波速結(jié)構等資料,充分考慮對地質(zhì)構造運動和地震活動起決定作用的活動斷裂和活動斷塊,建立川滇地區(qū)三維地質(zhì)構造模型。

      1.1 介質(zhì)分區(qū)及物性參數(shù)

      川滇地區(qū)的活動斷裂控制了主要構造活動的發(fā)生和發(fā)展,同時成為活動地塊的邊界(張培震等,2003),依據(jù)川滇地區(qū)的構造特征模型劃分出10個塊體,具體見圖1。

      構建有限元幾何模型時,模型橫向分塊主要依照前述10個塊體劃分結(jié)果(圖1)設定,縱向分層及各塊體介質(zhì)參數(shù)主要根據(jù)川滇地區(qū)地震波速資料揭示的地殼上地幔結(jié)構和P波、S波速度結(jié)果設定(王椿墉等,2015;吳建平等,2006,2009),具體設定為:(1)吳建平等(2006,2009)研究結(jié)果表明川滇地區(qū)中下地殼普遍存在低速層,而華南地塊并不明顯。因此,在介質(zhì)參數(shù)設定時,考慮了中下地殼低速體的存在及其橫向差異性,將巴顏喀拉塊體、川西北塊體、滇中塊體、大涼山塊體、保山塊體、景谷塊體6個塊體中下地殼粘滯系數(shù)設定為1.0×1018Pa·s,而穩(wěn)定的華南地塊設定為1.0×1021Pa·s,其他區(qū)域為1.0×1020Pa·s;(2)已有研究(王達鏞等,2015;吳建平等,2006,2009)表明,南北地震帶中南段上地殼統(tǒng)一為強度較高的介質(zhì),橫向和構造存在顯著的相關性。因此,上地殼統(tǒng)一設定為較硬且粘滯系數(shù)較高的脆性層,但在彈性模量的設置上體現(xiàn)了華南地塊相比其他區(qū)域介質(zhì)相對較硬的特性:(3)整個區(qū)域上地幔具有相同的介質(zhì)參數(shù),王輝等(2007)根據(jù)地震波速進行統(tǒng)計計算得,粘滯系數(shù)約為1.0×1020Pa·s:(4)由于需要在龍門山斷裂上加載汶川地震的同震位移,而同震滑動可以看作無摩擦的瞬間滑動,因此龍門山發(fā)震斷層采用無摩擦的接觸面來設計,具體的斷層深度、傾角的設定和滑動分布的加載依據(jù)Ji和Hayes(2008)給出的有限斷層面解來進行:(5)為簡化模型,研究區(qū)其他斷裂均采用傾角為90°的直立斷層,參考王輝等(2007)的做法,斷層的設定用粘滯系數(shù)較?。?.0×1020Pa·s)的軟弱體代替,具體模型分塊及分層參數(shù)見表1。為了盡可能地減少模型邊界效應對計算結(jié)果的影響,我們將研究區(qū)域向外圍擴展了200km。在上述地質(zhì)模型的基礎上,借助ANSYS有限元軟件建立川滇地區(qū)三維粘彈性有限元模型(圖2)。模型研究范圍為(94°~110°E,21°~34°N),垂直區(qū)域為地表至上地鰻頂部100km深處,采用SOLID185和SOLID186這2種實體單元進行劃分,整個有限元模型共劃分555330個單元,737989個節(jié)點。

      1.2 汶川地震同震發(fā)震斷層模型

      有關汶川地震的同震斷層破裂模型已發(fā)表的研究成果有很多,Ji和Hayes(2008)的模型僅考慮中遠場地震波,斷層僅為一個面,比較簡單。陳運泰等(2008)的研究結(jié)果雖然也只有一個斷層面,但在資料的使用上,增加了近場的地震波資料約束。而之后的地震破裂模型由于考慮了大地測量、地震波、InSAR等多種觀測(畢研磊等,2017;Shen et al,2009;Wang et al,2011;Field-ing et al,2013;Wan et al,2017),斷層分了很多段,且考慮了斷層深淺部傾角的差異,相對比較復雜,也更為精確。談洪波等(2009)對陳運泰等(2008)以及ii和Hayes(2008)研究中的不同模型進行比較,發(fā)現(xiàn)不同模型同震及震后影響差異主要集中在斷層附近,中遠場差異較小??紤]到本文模型空間尺度范圍較大,且主要考查中遠場同震及震后形變,為了使有限元模型建立過程中同震斷層面處理更方便,本文采用Ji和Hayes(2008)的簡單模型(圖3),這種模型在斷層附近和實際結(jié)果存在一定的差異,但對于中遠場的分析而言,差異可以忽略。圖3中箭頭表示下盤相對上盤的運動方向,最優(yōu)選取的發(fā)震斷層參數(shù)為走向229°,傾角33°,分別沿走向和傾向均勻的分成21塊和8塊子斷層,每個子斷層的尺度為15km×5km,并給出了每個子斷層面的滑動角和滑動量。

      1.3 模型邊界約束與同震加載方式

      為了得到汶川地震對川滇地區(qū)真實的震后形變場,必須先得到和實際觀測接近的同震位移場。Wang等(2011)為我們提供了可靠的、高密度的、大范圍的汶川地震的同震觀測水平位移場(圖4a),其結(jié)果表明:(1)汶川地震同震水平形變存在明顯的非對稱性,即上盤(青藏高原一側(cè))形變強度和范圍明顯大于下盤(華南地塊一側(cè)),這種現(xiàn)象在INSAR同震近場形變觀測中也可以看到(Shen et al,2009):(2)汶川地震同震影響在川滇菱形地塊東邊界以西從南至北,具有和背景構造水平運動場接近的順時針旋轉(zhuǎn)特征,在滇西北地塊表現(xiàn)為近南北向運動,而在滇中地塊表現(xiàn)出明顯的南西向整體運動,遠至滇西北和滇中塊體南部仍然有將近10mm的同震形變量。

      相關研究(Wang et al,2007;Funning et al,2007;邵志剛等,2008;李寧等,2017;季靈運等,2017,焦佳爽等,2017)表明,同震形變場的非對稱性成因機理主要有以下幾種:(1)發(fā)震斷層兩盤介質(zhì)性質(zhì)存在顯著差異:(2)震后粘彈性松弛引起的有效粘度發(fā)生橫向變化:(3)斷層存在多條近平行的剪切帶:(4)斷層產(chǎn)狀,即斷層并非直立斷層,存在傾角。對于汶川地震的發(fā)震斷層龍門山斷裂而言,斷層兩側(cè)青藏高原相對華南地塊明顯的介質(zhì)性質(zhì)差異和斷層產(chǎn)狀都可造成同震形變場的非對稱性。而第2種情況,相對同震短時間而言,影響可忽略不計。由于龍門山斷裂相對比較集中,第3種情況也可忽略不計。我們在有限元模型構建時就考慮發(fā)震斷層330的北西傾向,也考慮了發(fā)震斷層兩盤介質(zhì)性質(zhì)的差異。在此基礎上,在邊界條件的設定上,參照李玉江等(2013)將模型四周和底部做法向約束,其他方向可自由移動。目前大多數(shù)同震靜態(tài)位移斷層面加載方式為上下兩盤斷層面對稱加載(李玉江等,2013),即上下兩盤同震靜態(tài)位移各占一半。通過試算,我們發(fā)現(xiàn)這種加載方式對近場的擬合效果較好,而對中遠場擬合效果較差,無法完全體現(xiàn)出上下兩盤形變的非對稱性。通過分析,我們認為除了上述4種情況,同震形變的非對稱性可能與斷層兩盤本身的運動狀態(tài)有關,即斷層的主動盤與被動盤。青藏高原受到印度板塊北東向推擠,在外圍構造環(huán)境約束下,龍門山以西表現(xiàn)為垂直龍門山斷裂近東西向的運動特征,而華南地塊,特別是穩(wěn)定的四川盆地,相對青藏高原而言是穩(wěn)定不動的。這表明龍門山斷裂上盤青藏高原一側(cè)是主動盤,而華南地塊一側(cè)是相對穩(wěn)定的被動盤。換句話說,華南地塊和青藏高原本身的構造邊界約束條件是不一致的,這種不一致性有可能造成上盤斷層面同震滑移要比下盤斷層面大,從而使得同震形變在更大范圍內(nèi)表現(xiàn)出上盤比下盤顯著的特征。因此,我們擬通過調(diào)整斷層上下兩盤同震靜態(tài)滑移比例來實現(xiàn)模擬同震水平位移(主要是中遠場)和實際觀測的最佳匹配,在實際給定比例時,要保證上盤一直大于下盤,這樣才符合物理機理。試算結(jié)果表明上下兩盤同震滑移比例為7.5:2.5時獲得的同震水平移場(圖4b)和實際觀測結(jié)果(圖4a)較為接近。

      需要強調(diào)的是雖然受到有限元模型邊界條件、地殼介質(zhì)的簡化以及發(fā)震斷層產(chǎn)狀與同震滑動分布簡略等影響,模擬結(jié)果和觀測結(jié)果仍然存在顯著的差異,從模擬值與觀測值矢量差可以更為清晰地看出(圖4c),差異主要表現(xiàn)為:(1)在斷層附近模擬值比實際觀測值要小,這可能是由于使用的同震破裂模型是用遠場地震波資料反演得到,而沒有近場的約束引起的:(2)整個川滇地區(qū)和四川盆地遠離發(fā)震斷裂地區(qū),模擬得到速度場比觀測速度場量值大,且存在系統(tǒng)性偏差。其原因一方面可能是有限元模擬中邊界條件僅做法向約束,和實際情況可能存在差異,另一方面可能是上下盤斷層面同震靜態(tài)位移比例調(diào)整,僅用一個比例系數(shù),過于簡單:(3)整個區(qū)域除了發(fā)震斷層附近上下兩盤一定范圍內(nèi),大部分地區(qū)模擬得到的速度場和實際觀測存在10mm以下的殘差。

      雖然模擬結(jié)果與觀測結(jié)果存在上述明顯的差異,但其反映的整個同震形變場的整體運動形態(tài),特別是中遠場形態(tài)和實際觀測結(jié)果(圖4a)具有較好的相似性。因此,利用上述得到的上下盤同震加載比例及邊界約束方式進行汶川地震同震及震后形變場的研究具有一定合理性。

      2 汶川地震對川滇地區(qū)震后影響

      采用上述邊界條件及斷層面靜態(tài)同震破裂加載,計算了汶川地震同震及震后1a、5a、10a這3個時間點由于介質(zhì)粘彈性松弛效應引起的川滇地區(qū)位移場以及主要塊體邊界活動斷裂水平主應力狀態(tài)和庫侖應力的變化,并結(jié)合川滇地區(qū)近年來強震活動特征,對這些物理量的時空演化特征進行分析驗證。

      從模擬同震水平位移等值線圖(圖5a)可以看出,和實際觀測結(jié)果類似,汶川地震的同震影響主要沿垂直發(fā)震斷裂兩側(cè)方向延伸,上盤形變強度和范圍明顯大于下盤,上下兩盤存在明顯的非對稱性。同時平行斷裂方向也存在一定分量,表現(xiàn)出同震形變主要以斷裂逆沖為主,同時兼具右旋走滑的特征。需要說明的是模擬得到的汶川地震對川滇交界東部地區(qū)同震影響比實際觀測結(jié)果量值偏大。

      從震后水平形變場來看,震后1a(圖5b)形變主要集中在發(fā)震斷裂附近,且上盤變形強度明顯大于下盤。但就影響范圍來看,下盤影響范圍比上盤要大。震后5a、10a形變(圖5c、d)則在短期形變的基礎上隨時間推移向外圍擴展。其中從川滇交界東部地區(qū)向滇西南、滇西北方向擴展特征更為明顯,這和汶川地震之后川滇地區(qū)中強地震活動主要呈北東向條帶分布一致。另外,在形變擴展過程中,沿著巴顏喀拉地塊南北兩側(cè)邊界帶出現(xiàn)形變高梯度帶,且隨時間變化逐漸加強。在這一過程中,先后在其南邊界鮮水河斷裂上發(fā)生了2010年道孚5.4級、2011年爐霍5.7級、2014康定6.3級強震,近期又在其北邊界東北角發(fā)生了2017年8月8日九寨溝7.0級強震,可能與汶川地震對該區(qū)域的震后影響有關。大涼山地塊震后形變隨著時間變化增強顯著,水平變形量震后10a達到20mm,該區(qū)域也是汶川震后強震活躍顯著的區(qū)域。

      從垂直形變特征(圖6)來看,和水平同震形變類似,同震垂直形變主要沿著龍門山斷裂東西兩側(cè)垂直斷層方向延伸,靠近斷層附近下盤表現(xiàn)為下沉,上盤表現(xiàn)為上升。距斷層一定范圍內(nèi)(上盤約300km,下盤約150km)表現(xiàn)為上升,之后向兩側(cè)延伸又表現(xiàn)為下沉。隨著離開斷層距離的增加,同震垂直形變衰減較快。斷裂西南部表現(xiàn)為顯著的上升,而斷裂的東北部表現(xiàn)為上升-下沉交替變化特征。震后1a尺度垂直形變(扣除同震)則主要集中在斷層附近較小的區(qū)域,靠近斷層附近上盤和同震形變一致繼續(xù)表現(xiàn)為上升,下盤仍然表現(xiàn)為下沉。相對遠離斷層區(qū)域和同震形變相反,表現(xiàn)為下沉區(qū)。隨著時間的推移,震后垂直形變不斷向外擴展,和水平形變類似,擴展方向除了沿著斷裂兩側(cè)垂直斷裂方向外,還具有從川滇交界東部向滇西北、滇西南方向擴展的特征。

      從同震及震后主要塊體邊界水平向主應力變化特征(圖7)來看:(1)甘孜—玉樹斷裂南段、鮮水河斷裂爐霍—道孚—乾寧段以及金沙江斷裂北段同震影響以垂直斷裂方向張應力為主,震后隨時間推移逐漸加強。尤其是鮮水河斷裂,震后10a的張應力累積變化量已超過同震變化量。而該斷裂上相繼發(fā)生了2010年道孚5.4級、2011年爐霍5.7級、2014康定6.3級強震,隨時間的推移震級呈增強特征,和汶川地震震后應力場變化具有顯著相關性;(2)安寧河—則木河—小江斷裂、馬邊斷裂、紅河斷裂、金沙江斷裂南段同震及震后影響均表現(xiàn)為與斷層走向呈一定夾角的莊應力變化特征。安寧河—則木河—小江斷裂主壓應力方向(北北東)和背景構造主壓應力方向(北北西向)相反,使斷層表現(xiàn)為右旋,具有負影響,汶川震后強震活動較弱。紅河斷裂應力所反映的斷層走滑活動特征和背景特征一致,表現(xiàn)為右旋走滑,但量值相對較小。金沙江斷裂中南段以垂直斷裂的壓應力特征為主:(3)總體上,汶川地震同震及震后對鮮水河斷裂影響最大,其次為金沙江斷裂北段、安寧河—則木河斷裂、馬邊斷裂、魯?shù)椤淹〝嗔选⒔鹕辰瓟嗔阎心隙?、紅河斷裂、麗江—小金河斷裂,對小江斷裂影響最小。從影響特征和影響強度2方面考慮,汶川震后川滇地區(qū)強震活動的主體區(qū)域和其具有較好的一致性。

      為了進一步分析汶川地震對川滇地區(qū)主要塊體邊界活動斷裂的影響,將汶川地震產(chǎn)生的應力變化投影到斷裂滑動方向上,用庫侖破裂應力變化來表示該地震對周圍接收斷裂產(chǎn)生的影響。具體計算公式參照Jaeger等(1969)的研究,在計算中有效摩擦系數(shù)參照Stein等(1992)和King等(1994)的研究,取值為0.4。有關接收斷裂活動性質(zhì)幾何參數(shù)參考鄧起東等(2002)結(jié)果給出。由于研究區(qū)域的地震震源深度絕大多數(shù)在0~25km范圍內(nèi),因此我們研究汶川地震在10km深度上產(chǎn)生的庫侖破裂應力變化,我們也計算了其他深度上產(chǎn)生的庫侖破裂應力變化,發(fā)現(xiàn)模式和量值變化不大。

      從庫侖破裂應力變化結(jié)果(圖8)來看:(1)同震產(chǎn)生的庫侖破裂應力顯著增加斷裂主要包括龍門山斷裂南端和北端、甘孜—玉樹斷裂、鮮水河斷裂、白玉斷裂、東昆侖斷裂東段部分段落,這些部位庫侖破裂應力增加值均超過0.01MPa,達到強震觸發(fā)的閾值(King et al,1994;Harris,Simgson,1998)。震后隨時間的變化,這些斷裂庫侖破裂應力大部分在同震的基礎上有所增加,但增加量值不太顯著。汶川地震之后,這些斷裂相繼有5.0級以上強地震發(fā)生,其中包括在甘孜一玉樹斷裂發(fā)生的2010年玉樹7.1級、龍門山斷裂南段發(fā)生的2013年蘆山7.0級和鮮水河斷裂發(fā)生的2014年康定6.3級地震。(2)同震庫侖應力有所增加,但增加不是很顯著的斷裂,主要包括大涼山地塊東邊界馬邊斷裂、大涼山地塊南邊界魯?shù)橐徽淹〝嗔?、金沙江斷裂、麗江小金河斷裂的南段、南汀河斷裂,庫侖應力增加值小?.01MPa。魯?shù)橐徽淹〝嗔褞靵銎屏褢φ鸷箅S時間變化逐漸增強,震后10a達到0.01MPa,該斷裂附近先后發(fā)生了幾次5.0級以上強震,其中包括2014年8月3日魯?shù)?.5級地震。麗江一小金河斷裂震后隨時間推移庫侖破裂應力也逐漸增強,其南段震后10a庫侖應力接近0.01MPa,在其附近發(fā)生了2012年寧蒗5.7級地震。金沙江斷裂震后隨時間變化庫侖破裂應力有所增強,南汀河斷裂震后隨時間變化庫侖應力有所增加,但并不顯著。(3)同震庫侖破裂應力減少的斷裂包括龍門山斷裂中段發(fā)震斷裂、安寧河—則木河—小江斷裂、麗江—小金河斷裂北段、紅河斷裂及東昆侖斷裂東段部分段落。除了麗江—小金河斷裂北段在震后隨時間推移,庫侖破裂應力由同震的卸載轉(zhuǎn)為震后的加載外,其他斷裂震后隨時間變化情況和同震效應一致,均存在不同程度的卸載增強的特征??傊鸺罢鸷髷鄬訋靵銎屏褢Ψ从车募有遁d情況和強震活動空間分布具有一定的相關性。需要說明的是由于使用的模型及方法的不同,本文計算獲得的同震庫侖破裂應力變化和萬永革等(2009)采用位錯方法得到的結(jié)果存在明顯的差異。

      3 討論與結(jié)論

      本文借助三維粘彈性有限元技術,以Wang等(2011)給出的大范圍汶川地震同震水平位移場作為約束,模擬了汶川地震對川滇地區(qū)的同震及震后形變場、應力的時空演化特征,在模擬過程中,不但考慮了川滇地區(qū)地球介質(zhì)的橫向和縱向非均性,而且對同震上下盤斷層面靜態(tài)位移加載比例進行了調(diào)整,盡可能使我們的模擬結(jié)果在中遠場和實際觀測結(jié)果在形態(tài)上具有一致性。

      模擬得到的川滇地區(qū)同震和震后形變場、應力狀態(tài)反映的斷層活動特征及庫侖破裂應力變化反映的斷層面應力加卸載情況,在空間上和強震活動具有較好的相關性。對于理解和解釋汶川地震之后川滇地區(qū)出現(xiàn)的一些觀測異常具有一定的參考意義。但本文模擬結(jié)果相比實際觀測結(jié)果還存在許多不一致的地方,在模擬過程中仍然存在許多有待商榷和解決的問題。主要包括以下幾個方面:(1)有限元邊界約束條件對結(jié)果有著重要的影響,位錯模型認為在離開斷層無限遠處和無限深處同震位移為0,即固定不動。在有限元模型中,由于模型范圍總是有限的,我們無法做到這一點。本文采用大多數(shù)學者的做法,即模型邊界法向約束,切向自由移動,這和實際情況存在明顯的差異,也可能是本文模擬結(jié)果相比觀測結(jié)果中遠場同震形變相對較大的主要原因。因此探索更為有效、合理的邊界條件約束是在模擬過程需要進一步解決的問題:(2)本文簡單地通過采用上下盤斷層面同震錯動位移比例,來擬合測同震形變場,僅僅采用一個比例系數(shù),過于簡單,也可能是擬合效果存在差異的原因之一:(3)本文模型沒有考慮重力、地殼背景構造應力場作用,重力、背景構造應力對同震及震后變形也存在一定的影響。另外,地殼介質(zhì)本身具有復雜性(地形、斷層的非連續(xù)性)等,這對模擬結(jié)果都會產(chǎn)生一定影響。在后續(xù)的數(shù)值模擬工作中需要進一步探索和研究。

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