因脆性岩石损伤导致的滞后动态触发和高频地震辐射：基于3D多断层破裂模拟

我们采用一种新型高性能计算实现的非线性连续介质损伤破碎模型，探讨了3D共震非断层损伤、地震辐射与破裂动力学之间的相互作用。我们的模拟表明，非断层损伤在1Hz以上频段增强了高频波辐射，降低了破裂速度并改变了总动能。我们识别出由固体-粒状转化分隔的不同损伤 regime，其中在低损伤条件下呈现平滑分布，达到脆性破坏后转为局部化、网格无关的剪切带。剪切带的取向随背景应力系统性变化，与解析预测一致。脆性损伤抑制了超声速破裂传播，破裂前缘的应变场导致在超声速转换期间局部损伤积累减缓。动态产生的损伤导致断层法向与断层平行高频地面运动比例均匀且各向同性。共震损伤区 exhibits 深度依赖的宽度变化，靠近地表处变宽，这与现场观察一致，即使在均匀应力条件下亦是如此。我们发现一种新的滞后动态触发机制存在于多断层系统中，由弹性模量的降低及随之而来的3D拉伸断层跨越引起。该机制影响静力和动力应力场，并包括围绕局部化损伤区形成高剪切拉力前沿。脆性损伤促进断层级联破裂，将滞后时间直接关联到损伤流变学和断层区演化。我们的结果有助于解释增强的高频地震辐射和滞后破裂触发，提高了对地震过程、地震辐射和断层系统相互作用的理解。