断层深部次断层损伤及其对断裂动力学的影响

断层是嵌入于由地震断裂破碎的演化介质中的复杂系统。通过越来越多的研究，表明次断层损伤区与主断层面存在热-液-力-化学耦合关系。然而，次断层介质仍大部分被建模为纯弹性的——因此是被动的介质。本文采用一种考虑弹性模量和与裂缝生长相关的非弹性应变动态变化的微尺度模型，研究动态触发的次断层损伤及其对地震滑动动力学的反影响。我们表明，损伤区随深度缩窄，但变得更密集，与既定假设相反，仍然充当能量吸收器，对通过稳定滑动速度显著影响断裂动力学。此外，我们观察到损伤形成显著降低断裂速度，并延迟甚至阻止其达到超声速速度，即使次断层较窄。这凸显了必须在整个地震活动区范围内纳入主断层及其周围介质之间复杂相互作用的关键性。作为概念验证，本文引入一种1维弹簧滑块模型，通过调节弹簧刚度和正应力变化来捕捉 Bulk 弹性变化，模拟 Bulk 负载的变化。该简单模型表明，无需改变摩擦属性，即可在 Bulk 时间演化与断层滑动动力学之间的动态相互作用驱动下，产生缓慢滑动事件及常规地震。