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tag 标签: 弹簧-滑块模型

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简评地震成因的【粘滑说】
热度 4 qsqhopeiggcas 2013-6-9 10:34
粘滑说是关于 地震成因的一种 假说 。假说若成为理论,须得到充分的数据验证,并能解释观测事实。 粘滑说的定义: 在地下较深的部位, 断层两侧的岩石若要滑动必须克服强大的摩擦力,因此在通常情况下两盘岩石好像互相粘在一起,谁也动弹不了。但当应力积累到等于或大于摩擦力时,两盘岩石便发生突然滑动。 http://baike.baidu.com/view/10642614.htm 问题: 断层两盘岩石突然滑动有地震发生吗?正如放一个圆球在斜面上从静止速度开始下滑有地震发生吗?突然滑动不一定代表地(强)震会发生。若不信,看看俺下面的分析: 若设断层运动的驱动力为 P ,断层间的摩擦力为 F ,断层间的介质为软弱物质【 1 】(图 1 ),沿滑动面的位移为 u ,则: PuFu ,断层不能运动,处于【粘】的状态; Pu=Fu ,断层处于临界滑动状态; PuFu ,断层开始滑动。 图 1 块体间仅有软弱物质的剪切滑动模型 显然,按照这个学说,当 PuFu 时,断层开始突然滑动,但只能把克服摩擦力做的功( Pu-Fu )转换为断层(滑块)运动的动能,无弹性应变能释放,因为没有积累应变能的载体。强震的发生是释放储存在岩石中的弹性应变能,弹性能储存在哪里呢?地震学中常用的弹簧 - 滑块模型【 2 】是运动学模型,可解释粘滑现象,但不能解释强震孕育过程中监测到的震群、预震、前震、主震与余震等发生的机制。 当断层中有锁固段时(图 2 ),情况就完全不同了,当 PuF 1 u ( F 1 为扣除锁固端长度部分,由滑块和软弱物质间产生的摩擦力),锁固段开始被加载,其开始积累应变能,是积累应变能的载体,伴随着锁固段的累进性破裂,会发生不同量级的地震。当其被剪断时,锁固段积累的应变能释放,断层突然滑动,主震发生。 图 2 块体间即有软弱物质又有锁固段的剪切滑动模型 显然,当断层运动受到锁固段阻挡时,也能呈现出被【粘】住的现象,实则处于应变能积累状态;当其被剪断时,表现出【滑】的现象。当断层中有多个锁固段时,呈现出【粘】和【滑】轮换的现象。 可看出,两种【突然滑动】的机制不同,前者【无震】而后者【有震】。 由上述分析知,地震学家们理解的粘滑,和俺的认识大相径庭。谁的认识正确呢?看看俺分析过的震例【 3-6 】就知道了。 与地震学家们提出的粘滑说比较,俺的模型既能解释【粘滑】,也能解释【地震】。 研究强震孕育机制,得透过现象看本质,别让【包装】的假象蒙蔽了我们智慧的双眼。 参考: 【 1 】断层摩擦滑动会发生强震吗? http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=575926do=blogid=697671 【 2 】弹簧 - 滑块模型能模拟强震孕育过程吗? http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-459396.html 【 3 】复杂而有规律的孕震机制【 1 】: Adriatic M6.5 级地震 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=575926do=blogid=696001 【 4 】复杂而有规律的孕震机制【 2 】: NiigataM7.5 级地震 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=575926do=blogid=696395 【 5 】复杂而有规律的孕震机制【 3 】: Kyrgyzstan M7.2 级地震 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=575926do=blogid=697148 【 6 】复杂而有规律的孕震机制【 4 】: 1990 年青海共和 Ms7.0 级地震 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=575926do=blogid=697447
个人分类: 科普|6800 次阅读|9 个评论
弹簧-滑块模型能模拟强震孕育过程吗?
热度 2 qsqhopeiggcas 2011-6-26 20:39
Burridge-Knopoff 模型 ( 简称 B-K 模型 ) 是一个由 弹簧 和 滑块 组成的一维链。 滑块 通过耦合 弹簧 互相连接,每一个 滑块 都通过加载 弹簧 与一个缓慢地运动着的板块连在一起, 滑块 与桌面之间存在摩擦。 如果作用在一个 滑块 上的力达到最大静摩擦力, 滑块 就开始运动,直到动摩擦力的作用使它的运动停止。如果把 滑块 的运动看成是地震,那么该模型就相当于地震学中 “ 弹性回跳 ” 模型的高度简化。在 “ 弹性回跳 ” 模型中,地球的构造运动在地震断层上积累了应力,当积累起来的应力达到断层所能承受的最大应力时,就发生了地震。 这一模型能模拟断层的突然运动,似乎也可模拟强震的发生过程。但实际上这一模型是一个 运动学 模型,与岩石破裂过程无关,不能模拟强震的孕育过程。因为我们的研究表明(有大量强震实例的验证支撑),强震的发生是断层中锁固体累进性破裂到一定程度,发生宏观破裂的结果。 根据 B-K 模型,强震发生前不会有任何前兆,不会监测到任何中小破裂信息,这与实际情况完全不符。 或许 B-K 模型能模拟自然界的其它现象,但不能模拟强震的孕育过程。该模型在地震学界流传甚广,不知误导了多少人,该是让该模型退出地震学研究“舞台”的时候了。 参考文献 Burridge R , Knopoff L. Bull. Seism. Soc. Amer. , 1967 ,57 :341.
个人分类: 科研随想|4819 次阅读|4 个评论

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