剪切裂缝的扩容增韧及其对慢速破裂传播的启示
地球物理
2021-11-29 v3
摘要
与断层滑动相关的扩容会产生瞬态孔隙压力下降，从而增大摩擦强度。该效应在一个包含摩擦弱化、依赖于滑动的断层扩容与流体流动的稳态传播破裂模型中得到分析。研究表明，扩容增大了传播破裂尖端所需的应力强度因子。随着破裂速度增加，一个未排水（强化）区域在尖端附近发展并延伸至摩擦弱化区之外。在未排水区域之外，孔隙流体扩散逐渐补充断层，强度恢复至排水的、弱化的值。对于足够大的破裂尺度，尖端附近由扩容引起的强度增加等价于与破裂速度平方根成正比的韧性增加。一般而言，扩容通过减小沿裂缝的应力降，产生增大破裂扩展所需应力的效果。热增压有潜力补偿扩容强化效应，代价是加热速率增加，这可能导致过早的摩擦熔融。使用合理的实验室参数，扩容增韧效应导致的破裂动力学在定量上与俯冲带观测到的慢滑事件动力学一致。
引用
@article{arxiv.2104.06475,
title = {Dilatancy toughening of shear cracks and implications for slow rupture propagation},
author = {Nicolas Brantut},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.06475},
year = {2021}
}