大震间滑动中热增压下的断层摩擦 第一部分：数值分析
地球物理
2022-05-03 v1
摘要
本文研究热增压在大震间滑动下断层摩擦响应中的作用。我们考虑断层微观结构，探究地震滑动速度、混合物可压缩性、特征粒径和黏度参数在热-水-力耦合问题摩擦响应中的作用。从 Cosserat 连续体的质量、能量和动量平衡出发，推导了模型方程。我们采用理想塑性和 Perzyna 黏塑性描述材料本构行为以完备数学描述。我们研究了与速率无关以及与速率有关的摩擦响应，并与文献中已有模型即速率与状态摩擦定律（Dieterich (1992)、Ruina (1983a)）进行比较。我们表明，无需假设状态变量，我们的模型即可预测应变率硬化和速度软化。我们观察到层内传播的不稳定性导致断层摩擦响应中的振荡，类似于 Portevin Le Chatelier (PLC) 效应。Rattez 等人 (2018c,b,a) 给出的现有数值分析未捕捉到该行为，且超越了均匀剪切（Lachenbruch (1980)）和数学平面上剪切（Rice (2006a)）等既定模型，后者预测剪切过程中严格单调的行为。近期实验分析已将热增压与其他弱化机制隔离（Badt 等人 (2020)），证实了我们的数值结果。
引用
@article{arxiv.2205.00314,
title = {Fault friction under thermal pressurization during large coseismic-slip Part I: Numerical analyses},
author = {Alexandros Stathas and Ioannis Stefanou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.00314},
year = {2022}
}