ВЛИЯНИЕ ХОЛМОВ И ДОЛИН НА АМПЛИФИКАЦИЮ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ РАСПРОСТРАНЕНИИ РАЗРЫВА ПО ПАДЕНИЮ РАЗЛОМА
https://doi.org/10.5800/GT-2024-15-4-0777
EDN: ELARBH
Аннотация
Сценарии динамического распространения разрывов по разломам с различной геометрией широко освещаются в литературе применительно к областям с плоской верхней поверхностью. Тем не менее рельеф земной поверхности, в частности при наличии тектонического режима, может быть с уклоном вверх или вниз в зависимости от условий разломообразования. В данной статье рассматривается модель разлома с углом падения 60°, основанная на двумерном показателе динамического разрыва НТН10 Южнокалифорнийского центра по изучению землетрясений (SCEC). Элемент рельефа по соседству с разломом имеет вид холма или долины. Форма изгиба варьировалась от полукруга до кривой Гаусса. Рассматривается влияние топографических элементов (долин или холмов) на амплитуду смещения по разлому. Расстояние, на котором находится тот или иной элемент рельефа, также влияет на количество смещения при разрыве по разлому. В статье суммируются результаты построения двух полуокружностей разных радиусов и эквивалентные стандартные отклонения кривой Гаусса. Показано, что рельеф рядом с разломом может влиять на величину смещения по поверхности разлома.
Ключевые слова
Финансирование: Исследование проводилось в рамках проекта MoES/P.O(Seismo)/1(304)/2016 Индийского технологического института
Об авторах
Р. Парла
Индийский технологический институт
Индия
Индия
502285, Хайдарабад
С. Н. Сомала
Индийский технологический институт
Индия
Индия
502285, Хайдарабад
Список литературы
1. Aagaard B., Kientz S., Knepley M., Somala S., Strand L., Williams C., 2010. PyLith User Manual, Version 1.5.0. Computational Infrastructure of Geodynamics, Pasadena, CA, USA, 224 p.
2. Aagaard B.T., Knepley M.G., Williams C.A., 2013. A Domain Decomposition Approach to Implementing Fault Slip in Finite-Element Models of Quasi-Static and Dynamic Crustal Deformation. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 118 (6), 3059–3079. https://doi.org/10.1002/jgrb.50217.
3. Andrews D.J., 1976. Rupture Velocity of Plane Strain Shear Cracks. Journal of Geophysical Research 81 (32), 5679–5687. https://doi.org/10.1029/JB081i032p05679.
4. Aochi H., Fukuyama E., Matsu’ura M., 2000. Spontaneous Rupture Propagation on a Non-Planar Fault in 3-D Elastic Medium. Pure and Applied Geophysics 157, 2003–2027. https://doi.org/10.1007/PL00001072.
5. Benjemaa M., Glinsky-Olivier N., Cruz-Atienza V.M., Virieux J., 2009. 3-D Dynamic Rupture Simulations by a Finite Volume Method. Geophysical Journal International 178 (1), 541–560. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2009.04088.x.
6. Benjemaa M., Glinsky-Olivier N., Cruz-Atienza V.M., Virieux J., Piperno S., 2007. Dynamic Non-Planar Crack Rupture by a Finite Volume Method. Geophysical Journal International 171 (1), 271–285. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2006.03500.x.
7. Chen X., Zhang H., 2006. Modelling Rupture Dynamics of a Planar Fault in 3-D Half Space by Boundary Integral Equation Method: An Overview. Pure and Applied Geophysics 163, 267–299. https://doi.org/10.1007/s00024-005-0020-z.
8. Das S., Aki K., 1977. A Numerical Study of Two-Dimensional Spontaneous Rupture Propagation. Geophysical Journal International 50 (3), 643–668. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1977.tb01339.x.
9. Day S.M., Dalguer L.A., Lapusta N., Liu Y., 2005. Comparison of Finite Difference and Boundary Integral Solutions to Three-Dimensional Spontaneous Rupture. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 110 (В12). https://doi.org/10.1029/2005JB003813.
10. Day S.M., Gonzalez S.H., Anooshehpoor R., Brune J.N., 2008. Scale-Model and Numerical Simulations of Near-Fault Seismic Directivity. Bulletin of the Seismological Society of America 98 (3), 1186–1206. https://doi.org/10.1785/0120070190.
11. Ely G.P., Day S.M., Minster J.-B., 2009. A Support-Operator Method for 3-D Rupture Dynamics. Geophysical Journal International 177 (3), 1140–1150. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2009.04117.x.
12. Ely G.P., Day S.M., Minster J.-B., 2010. Dynamic Rupture Models for the Southern San Andreas Fault. Bulletin of the Seismological Society of America 100 (1), 131–150. https://doi.org/10.1785/0120090187.
13. Fukuyama E., Madariaga R., 1998. Rupture Dynamics of a Planar Fault in a 3D Elastic Medium: Rate- and Slip-Weakening Friction. Bulletin of the Seismological Society of America 88 (1), 1–17. https://doi.org/10.1785/BSSA0880010001.
14. Harris R.A., Barall M., Archuleta R., Dunham E., Aagaard B., Ampuero J.P., Bhat H., Cruz-Atienza V. et al., 2009. The SCEC/USGS Dynamic Earthquake Rupture Code Verification Exercise. Seismological Research Letters 80 (1), 119–126. https://doi.org/10.1785/gssrl.80.1.119.
15. Hok S., Fukuyama E., 2011. A New BIEM for Rupture Dynamics in Half-Space and Its Application to the 2008 Iwate-Miyagi Nairiku Earthquake. Geophysical Journal International 184 (1), 301–324. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2010.04835.x.
16. Huang H., Zhang Z., Chen X., 2018. Investigation of Topographical Effects on Rupture Dynamics and Resultant Ground Motions. Geophysical Journal International 212 (1), 311–323. https://doi.org/10.1093/gji/ggx425.
17. Ida Y., 1972. Cohesive Force across the Tip of a Longitudinal-Shear Crack and Griffith’s Specific Surface Energy. Journal of Geophysical Research 77 (20), 3796–3805. https://doi.org/10.1029/JB077i020p03796.
18. Kaneko Y., Lapusta N., 2010. Supershear Transition Due to a Free Surface in 3-D Simulations of Spontaneous Dynamic Rupture on Vertical Strike-Slip Faults. Tectonophysics 493 (3–4), 272–284. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2010.06.015.
19. Kaneko Y., Lapusta N., Ampuero J.-P., 2008. Spectral Element Modeling of Spontaneous Earthquake Rupture on Rate and State Faults: Effect of Velocity-Strengthening Friction at Shallow Depths. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 113 (В9). https://doi.org/10.1029/2007JB005553.
20. Madariaga R., 1976. Dynamics of an Expanding Circular Fault. Bulletin of the Seismological Society of America 66 (3), 639–666. https://doi.org/10.1785/BSSA0660030639.
21. Oglesby D.D., Archuleta R.J., Nielsen S.B., 2000a. Dynamics of Dip-Slip Faulting: Explorations in Two Dimensions. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 105 (В6), 13643–13653. https://doi.org/10.1029/2000JB900055.
22. Oglesby D.D., Archuleta R.J., Nielsen S.B., 2000b. The Three-Dimensional Dynamics of Dipping Faults. Bulletin of the Seismological Society of America 90 (3), 616–628. https://doi.org/10.1785/0119990113.
23. Parla R., Shanmugasundaram B., Somala S.N., 2022. Basin Effects on the Seismic Fragility of Steel Moment Resisting Frames Structures: Impedance Ratio, Depth, and Width of Basin. International Journal of Structural Stability and Dynamics 22 (09), 2250108. https://doi.org/10.1142/S0219455422501085.
24. Parla R., Somala S.N., 2022a. Numerical Modeling of Quaternary Sediment Amplification: Basin Size, ASCE Site Class, and Fault Location. International Journal of Geotechnical Earthquake Engineering 13 (1), 1–20. https://doi.org/10.4018/IJGEE.303589.
25. Parla R., Somala S.N., 2022b. Seismic Ground Motion Amplification in a 3D Sedimentary Basin: Source Mechanism and Intensity Measures. Journal of Earthquake and Tsunami 16 (4), 1793–7116. https://doi.org/10.1142/S1793431122500087.
26. Somala S.N., Parla R., Mangalathu S., 2022. Basin Effects on Tall Bridges in Seattle from M9 Cascadia Scenarios. Engineering Structures 260 (1), 114252. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2022.114252.
27. Tago J., Cruz‐Atienza V.M., Virieux J., Etienne V., Sánchez-Sesma F.J., 2012. A 3D Hp-Adaptive Discontinuous Galerkin Method for Modeling Earthquake Dynamics. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 117, (B9). https://doi.org/10.1029/2012JB009313.
28. Xu J., Zhang H., Chen X., 2015. Rupture Phase Diagrams for a Planar Fault in 3-D Full-Space and Half-Space. Geophysical Journal International 202 (3), 2194–2206. https://doi.org/10.1093/gji/ggv284.
29. Zhang H., Chen X., 2006a. Dynamic Rupture on a Planar Fault in Three-Dimensional Half Space – I. Theory. Geophysical Journal International 164 (3), 633–652. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2006.02887.x.
30. Zhang H., Chen X., 2006b. Dynamic Rupture on a Planar Fault in Three‐Dimensional Half-Space – II. Validations and Numerical Experiments. Geophysical Journal International 167 (2), 917–932. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2006.03102.x.
31. Zhang Z., Xu J., Chen X., 2016. The Supershear Effect of Topography on Rupture Dynamics. Geophysical Research Letters 43 (4), 1457–1463. https://doi.org/10.1002/2015GL067112.
32. Zhang Z., Zhang W., Chen X., 2014. Three-Dimensional Curved Grid Finite-Difference Modelling for Non-Planar Rupture Dynamics. Geophysical Journal International 199 (2), 860–879. https://doi.org/10.1093/gji/ggu308.
Рецензия
Для цитирования:
Парла Р., Сомала С.Н. ВЛИЯНИЕ ХОЛМОВ И ДОЛИН НА АМПЛИФИКАЦИЮ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ РАСПРОСТРАНЕНИИ РАЗРЫВА ПО ПАДЕНИЮ РАЗЛОМА. Геодинамика и тектонофизика. 2024;15(4):0777. https://doi.org/10.5800/GT-2024-15-4-0777. EDN: ELARBH
For citation:
Parla R., Somala S.N. INFLUENCE OF HILLS AND VALLEYS ON FREE SURFACE SLIP AMPLIFICATION IN DYNAMIC RUPTURE ON A DIPPING FAULT. Geodynamics & Tectonophysics. 2024;15(4):0777. https://doi.org/10.5800/GT-2024-15-4-0777. EDN: ELARBH
Просмотров:
420
Послать статью по эл. почте 