东昆仑断裂带强震轮回动力学过程的数值模拟研究

强震轮回动力学过程的数值模拟可以弥补强震记录严重不足的现实问题，对认识断层滑动的力学过程、构造带上不同断层段之间的相互作用和地震发生的复杂性等问题具有重要意义。本项目以东昆仑断裂带为研究区域，利用有限元方法实现强震轮回动力学过程的数值模拟。拟依据已有资料建立东昆仑断裂带非均匀流变介质模型；采用速率和状态依赖性摩擦本构律的综合形式，利用有限元数值方法模拟东昆仑断裂带强震轮回动力学过程。依据这种动力学过程中应力应变的演化特征，分析在孕震动力过程中不同流变层对脆性层应变积累所起的作用；以期利用断层滑动动态演化过程的模拟结果了解东昆仑断裂带强震轮回中的地震发生特点。

本项目以东昆仑断裂带为研究区域，采用速率和状态依赖性摩擦本构律的综合形式，利用有限元数值方法模拟东昆仑断裂带强震轮回动力学过程，基于数值模拟结果分析认为，东昆仑断裂带地震活动时间上呈现非常显著的成丛活动特征，其强震轮回周期约为400-500年，这与东昆仑断裂带古地震研究结果给出的7级以上地震约500年左右复发周期较为一致。. 东昆仑断裂带上地震发生空间分布上存在较为明显的差异，即东段的玛沁-玛曲段地震释放的能量相对较小，时间间隔同样较小；而能量释放交大的地震多发生在东昆仑断裂带中西段上，且不同断层分段还存在级联破裂的现象。对比东昆仑断裂带断层三维断层模型，玛沁-玛曲段西端为东昆仑断裂带断层几何展布发生转折的地区，由结果分析来看，断裂带几何形态对区域强震轮回起到非常重要的作用。. 东昆仑断裂带中西段震前应变累积时段约持续400年，此后出现数十年的地震活动增强现象。震前孕震层内断层速率短期内显著增高，有两种情况：1）较小地震事件发生所引起的瞬间加速现象；2）断层的无震滑移运动所引起的短时期内加速现象。上述两种情况对地震预测预报均具有非常正面的启示意义，即，强震之前可能存在孕震区内中等地震活动增强现象，孕震区内断层运动在强震孕育阶段可能出现断层活动增强现象。. 浅层和中下地壳断层运动在强震轮回过程中运动特征存在相同和差异：1）浅层断层震间速率缓慢变大，在地震发生时瞬间剧烈增大，地震发生之后，滑移速率瞬间减小到最小值然后在震间过程中慢慢增大，与孕震层内断层速率相比较，浅层滑移速率最大值与最小值都相对较小；震后调整呈指数衰减。2）而中下地壳断层滑移速率只有在地震发生时才有较为明显的变化，震后断层调整运动比较显著，主要表现为指数衰减过程。. 弹性介质模型、弹性介质＋粘弹（流变）介质模型给出的走滑断层上强震轮回结果几乎是一样，究其原因，最大可能是基于摩擦本构律计算断层强震轮回过程中，将断层地质年代平均加载速率作为边界条件，而且是从计算开始每步计算保持不变的固定加载，这种断层上的边界加载处理下粘滞（流变）介质与弹性介质之间的差异不起决定作用，这与日本东京大学相关研究小组的认识一致。. 本项目按照任务计划书执行，完成了预定工作内容，得到一些初步认识，以本项目第一标注发表2篇SCI文章。