مدل تحلیل طیفی تمرکز تنش مرتبط با سطوح ناهموار در صفحات گسلی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 محقق پسادکتری/ دانشگاه بیرجند

2 استاد گروه زمین شناسی دانشکده علوم دانشگاه بیرجند

چکیده

هدف از این مطالعه، تحلیل قیاسی تمرکز و توزیع تنش در سطوح گسلی با استفاده از یک مدل تحلیلی بر اساس بازتاب طیف آشکارساز بر روی ناهمواری های سطوح گسل هنگام شکست می­باشد. مدلسازی گسل ها به صورت نیم فضاهای جدا از همدیگر انجام می­شود. این مدل برای تعامل مکانیکی مابین نقاط تماس است و لذا می تواند یک توضیح فیزیکی در خصوص نحوه توزیع دوبارۀ استرس در زمان شکست در یک سطح قفل شده گسلی ارائه دهد. برای شرایط مرزی یک جابجایی مشخص، نیروهای نرمال و برشی در نقاط تماس محاسبه و با معیار شکست مقایسه می شوند. اگر یک یا چند سطح قفل شده گسلی عمل نکند، تنش ها دوباره محاسبه می شوند. توزیع مجدد تنش که ناشی از شکست است، ممکن است موجب شکست سطوح قفل شده دیگرشود. این فرآیند تا به دست آمدن هریک از حالت های پایدار و یا شکست تمام سطوح گسلی جهت تحلیل طیف آشکارساز ادامه می یابد. توزیع تنش ها و همچنین شروع و پیشرفت شکست، به هندسه کنتاکت و ناهمواری سطوح بستگی دارد.

کلیدواژه‌ها


 

 

Aki, K. 1984. Asperities, barriers, characteristic earthquakes, and strong motion prediction, J. Geophys. Res., 89, 5867-5872.

Archard, J. F., 1957. Elastic deformation and the laws of friction. Proc. Royal Society of London Series A, 243:190-205.

Archard, J. F., 1961. Single contacts and multiple encounters. Journal of Applied Physics, 32(8):1420-1425.

Archard, J. F., R. T. Hunt, and R. A. Onions, 1975. Stylus profilometry and the analysis of the Contact of rough surfaces. In A.D. de Pater and J. J. Kalker (eds.), Proc. of the Symposium of the International Union of Theoretical and Applied Mechanics (IUTAM), Enschede, Netherlands, pp. 282-303. Delft: Delft University Press.

Blok, H., 1952. Comments on the paper by R. Wilson. Proc. Royal Society London Series A, 212:480-482.

Bowden F. P., D. Tabor, 1950 (revised reprint 1954). The friction and lubrication of solids, part I. London: Oxford at the Clarendon Press.

Bowden F. P., D. Tabor, 1964. The friction and lubrication of solids, part II. London: Oxford at the Clarendon Press.

Das, S., B. V. Kostrov,1 986. Fracture of a single asperity on a finite fault: a model for weak earthquakes? In Das et al., (eds.) Earthquake Source Mechanics, Geophysical Monograph 37 (6). Washington. DC.: American Geophysical Union,

Dyson, J., W. Hirst, 1954. The true contact area between solids. Proc. Physical Society (London)B, 67:309-312.

Foxall, W., A. Michelini, T. V. McEvilly 1991. The October, 1989 Loma Priers Earthquake: failure of a complex segment of the San Andreas Fault, in press.

Halliday, J. S., 1955. Surface examination by reflection electron microscopy. Proc. Inst. Mechanical Engineers, 169:777-787.

Hirst, W., J. K. Lancaster, 1960. The influence of speed on metallic wear. Proc. Royal Society of London Series .4, 259:228-241.

Holm, Ragnar, 1946. Electric contacts. Stockholm: Hugo Gebers Forlag.

Hopkins, D. L., N. G. W. Cook, and L. R. Myer, 1990. Normal joint stiffness as a function of spatial geometry and surface roughness. IN N. Barton and O. Stephenson (eds.), Proc. Of the International Symposium on Rock Joints, Loen, Norway, pp. 203-210. Rotterdam: Balkema.

Hopkins, D. L., 1992. Proc. 33rd US Symposium on Rock Mechanics, Santa Fe, 3–5 June 1992P131–140. Publ Rotterdam: A A Balkema,

Hopkins, D. L., 1990. The effect of surface roughness on joint stiffness, aperture, and Acoustic wave propagation. Ph.D. thesis, University of California at Berkeley.

Jaeger, J. C. and N. G. W. Cook, 1976. Fundamentals of rock mechanics (2nd ed.). London: Chapman and Hall.

Johnson, K. L., 1987. Contact mechanics (2nd ed.). Cambridge: Cambridge Univ. Press.

Kanamori, H., G. S. Stewart, 1978. Seismological aspects of the Guatemala earthquake of February 4, 1976. Journal of Geophysical Research. 83(B7):3427-3434.

Kemeny, John McKenzie, 1986. Frictional stability of heterogeneous surfaces in contact: the mechanics of faulting and earthquake rupture. Ph.D. thesis, University of California at Berkeley.

Mendoza, C., S. H. Hartzell, 1989. Slip distribution of the 19 September 1985 Michoacan, Mexico, earthquake: near-source and tele seismic constraints. Bull. Seism. Soc. Am., 79,

Moore, A. J. W., 1948. Deformation of metals in static and in sliding contact. Proc. Royal Society London Series A, 195:231-249.

Okubo, P. G., J. H. Dieterich, 1984. Effects of physical fault properties on frictional instabilities produced on simulated faults. Journal of Geophysical Research, 8, 9(B7):5817- 5827.

Pyrak-Nolte, Larry R. Myer, Neville G. W. Cook, and Paul A. Witherspoon, 1987. Hydraulic and mechanical properties of natural fractures in low permeability rock. In G. Herget and S. Vongpaisal (eds.), P roc. 6th International Congress on Rock Mechanics, Montreal, pp. 224-231. Rotterdam: Balkema.

Rudnicki, J. W., H. Kanamori, 1981. Effects of fault interaction on moment, stress drop, and strain energy release, J. Geophys. Res., 86, 1785-1793.

Stesky, R. M., S. S. Hannan, 1987. Growth of contact area between rough surfaces under normal stress. Geophysical Research Letters,1 4(5):550-553.

Tabor, D., 1948. A simple theory of static and dynamic hardness. Proc. Royal Society of London Series A, 192:247-252.

Timoshenko. S, P., J. N. Goodier1, 970. Theory of elasticity (3rd ed.). New York: McGraw- Hill Book Co.

Tse, S. T., J. R. Rice, 1986. Crustal earthquake in stability in relation to the depth variation of frictional slip properties. Journal of Geophysical Research 9,1 (B7):9452-9472.

Williamson J. B. P. and R. T. Hunt, 1972. Asperity persistence and the real area of contact between rough surfaces. Proc. Royal Society London Series A, 327:147-157.