基于ANSYS接触单元模型的鲜水河断裂带库仑应力演化数值模拟

### 基于ANSYS接触单元模型的鲜水河断裂带库仑应力演化数值模拟 #### 摘要概述 本文研究的是鲜水河断裂带上自1893年以来M6.7级以上地震的相互作用及其对后续地震的影响。通过采用ANSYS软件中的接触单元模型，定量分析了历次地震在周围断裂上产生的同震库伦应力变化，并探讨这种应力变化如何影响后续地震的发生。研究结果显示，在大多数情况下，鲜水河断裂带上的后续地震发生在由前一次强震引起的库伦应力增加的断裂段上。 #### 鲜水河断裂带背景 鲜水河断裂带位于青藏高原东部边缘，是一条活动性极强的左旋走滑断裂带。该断裂带不仅对于研究板块边界动力学具有重要意义，而且对于地震预测也有着不可忽视的作用。由于其地理位置特殊且地震活动频繁，鲜水河断裂带一直是地震学家关注的重点研究对象之一。 #### ANSYS接触单元模型 ANSYS是一款广泛应用于工程领域的高级有限元分析软件，它可以用于结构力学、热力学、流体力学等多个领域。在本研究中，研究人员利用了ANSYS中的接触单元模型来模拟鲜水河断裂带上的地震活动及其相互作用。接触单元模型能够准确地模拟两个或多个物体之间的接触行为，这对于分析断裂面上的应力分布及传递至关重要。 #### 库伦应力变化与地震触发机制 库伦应力是指在岩石断裂面或断层面上的正应力与剪应力之比达到某一临界值时，断层面可能发生滑动的现象。在地震研究中，库伦应力的变化被视为地震触发的重要因素之一。当一个地震发生时，它会在周围的岩石中产生应力变化，这些应力变化可能会增加或减少其他潜在断裂面上的库伦应力。如果库伦应力增加到一定程度，就可能触发新的地震事件。 #### 研究方法与结果 1. **研究方法**：通过ANSYS接触单元模型，研究人员模拟了1893年以来发生在鲜水河断裂带上的M6.7级以上的所有地震事件。对于每一次地震，他们都计算了其对周围断裂面上库伦应力的影响，并分析了这种影响如何随时间演化。 2. **结果分析**：研究发现，大多数后续地震都发生在前一次强震所引起的库伦应力增加的断裂段上。这意味着强震对后续地震的发生有着显著的影响。此外，通过对多次地震产生的库伦应力进行叠加分析，研究人员还发现了鲜水河断裂带上存在四个库伦应力增加区： - (1) 鲜水河断裂带的北部，即侏倭北部； - (2) [此处省略] 这些区域被认为是在未来较有可能发生地震的地段。 #### 结论 通过对鲜水河断裂带上M6.7级以上地震的库伦应力变化进行模拟和分析，本研究揭示了强震对后续地震发生的显著影响。特别是，在某些断裂段上，库伦应力的增加可能成为触发新地震的关键因素。这一发现不仅加深了我们对于地震触发机制的理解，也为未来的地震预测提供了重要的参考依据。