断层的地震成核-失稳过程受应力扰动影响的研究

本项目从应力扰动与地震成核-失稳内在规律相结合的新角度，研究应力触发的相关实质问题。首先在速率和状态依赖摩擦本构关系的基础上，建立具有空间延伸尺度的真实断层系统的数理模型，并解决模型所遵循的本构方程、运动方程和其他数理方程的具体计算问题；分别以静态应力扰动、动态应力扰动以及孔隙流体压力扰动作为模拟研究中的应力扰动加载项，实现应力扰动影响下断层的地震成核-失稳过程的模拟研究；在此基础上，分别对孕震成核和失稳破裂两个阶段中断层介质的物理性质和状态对应力扰动的响应情况进行分析；并通过模拟与观测对比研究，得到应力扰动对地震成核过程与失稳过程产生影响的关键因素和决定条件。本研究对于全面揭示应力触发现象背后的物理实质具有积极的作用，也为区域地震危险性分析提供重要参考，并对开展具有空间延伸尺度的真实断层系统的地震孕育和失稳发震模拟研究具有一定推动意义。

本项目从应力扰动与断层地震成核-失稳内在规律相结合的新角度，研究应力触发的相关实质问题。首先在速率和状态依赖摩擦本构关系的基础上，建立断层系统成核失稳的数理模型，分别以静态应力扰动、动态应力扰动以及周期性应力（潮汐应力）作为模拟研究中的应力扰动加载项，通过模拟与观测对比研究，得到应力扰动对地震成核过程与失稳过程产生影响的关键因素和决定条件。研究发现：①芦山地震的震源断层在应力积累逐渐接近临界状态的某一特定时期内，受到了汶川地震产生的动态应力变化、静态应力变化以及粘弹性松弛效应造成应力变化的共同触发作用，且动态应力的延迟触发作用可能更为显著。②宁洱地震震源断层的成核过程存在一个转变周期，当潮汐应力周期接近和大于转变周期时，潮汐应力的周期性将直接影响潮汐触发作用的效果。潮汐应力触发地震的过程中，主要是正值的潮汐正应力和剪应力对地震起到触发作用，而负值的潮汐应力对断层的影响小于正值的潮汐应力，断层对负的潮汐应力不敏感。③昆仑断裂带上的短期地震触发现象受控于同震静态应力变化，而长期的应力触发现象一定程度上是受控于由于粘弹应力释放引起的震后应力的变化。