海原断裂带地震数值模拟

论文摘要

随着近年来对海原断裂带活动断层的探测及古地震事件的研究,关于该地区地震危险性评估受到学者们的重视。通过对活动断层上历史大震的强地面运动数值模拟及活动断层设定地震的研究,可以对研究地区地震危险性评估提供科学的依据。最近几十年,随着震源动力学的发展,基于物理规律的震源自发破裂模拟可以为强地面运动提供一种合理的震源模型。本文运用曲线网格有限差分模拟非平面断层的方法对地震的自发破裂过程进行模拟,并且基于震源动力学模拟结果运用曲线网格有限差分方法进行强地面运动的模拟。海原断裂带包括了西段的金强河断裂,中段的毛毛山-老虎山断裂及东段的狭义海原断裂。发生在狭义海原断裂上的1920年12月16日的Ms 8.5级海原地震是近代中国罕见的毁灭性大震之一。该地震造成了近237 km的地表破裂带,地表最大位移达10-11 m,震中烈度达到Ⅻ度。该断裂带是由11条不同规模的次级断层斜列组成,在斜列区分布着宽度为1～3km的拉分盆地。根据地表破裂带断层的分布特点,本文中设定了三种几何模型来近似海原地震的孕震断层。同时,考虑到海原地震的仪器震中和宏观震中位置不同,我们考虑两种震源位置,每种震源位置有三种几何形态来分析海原地震的破裂模型。将其中合理的五个断层面上的位错分布的模拟结果与实际调查的位移分布进行对比,挑选出符合较好的模型。我们注意到,震源位置对地表位移分布的影响很小。因此,基于两种震源位置模型进行了强地面运动模拟,进一步对震源位置进行了约束。理论的烈度图与实际的烈度分布特征相同,表明该震源模型是1920年海原地震的一种合理模型,最大烈度可达Ⅺ度。另外,我们对海原断裂上由金强河断裂、毛毛山及老虎山断裂带组成的“天祝地震空区”进行了设定地震的研究。首先,我们对发生在老虎山断裂带1888年景泰地震的应力大小和方向、摩擦参数对破裂传播的影响进行分析。之后,我们对老虎山断裂及金强河-毛毛山组合断裂的自发破裂过程进行模拟,并且对不同发震位置造成的地表烈度分布进行了强地面运动模拟研究。模拟结果表明该区域内发生7级以上地震对景泰、兰州、靖远等地的破坏非常严重,烈度值都在Ⅷ以上。

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文章来源

类型: 博士论文

作者: 徐秀绒

导师: 陈晓非

关键词: 海原地震,天祝地震空区,动态破裂模拟,强地面运动,震害评估

来源: 中国科学技术大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地球物理学

单位: 中国科学技术大学

分类号: P315.2

DOI: 10.27517/d.cnki.gzkju.2019.000132

总页数: 116

文件大小: 13590K

下载量: 118

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