剪切颗粒物质与地震学的经验关系
统计力学
2021-07-26 v1 其他凝聚态物理
软凝聚态物质
摘要
与地震引发和地震动力学相关的摩擦不稳定性，被认为主要由断层泥内碎裂岩石的动力学控制。新发地震学的主要特征（例如间歇性动力学以及宽泛的时间和/或能量尺度）已通过简单的实验装置复现，例如在颗粒物质顶部缓慢驱动滑块的装置。然而，这些装置通常受物理限制，可能无法确定特定特征的潜在本质，从而无法确定实验观察结果的普适性和通用性。在这里，我们通过基于二维离散元方法模拟的弹簧-滑块实验的数值研究来应对这一挑战，这使我们能够控制颗粒物质和滑块表面的属性。在准静态加载下，出现了粘滑型行为，而在有限驱动速率下则呈现稳定滑动机制，这与实验观察结果一致。跨越阻尼、颗粒间摩擦、颗粒多分散性等的大参数范围，与前一种机制相关的类地震动力学导致了在实验中也观察到的若干鲁棒的无标度统计特征。乍一看，这些特征非常类似于地质尺度上构造地震学的主要经验关系。然而，我们表明，与构造余震相关的相关性是不存在的，因此模拟中 Omori-Utsu 关系、余震产率关系和 B{\aa}th 关系的起源与构造地震学的情况根本不同。我们认为之前的实验室实验也是如此。
引用
@article{arxiv.2107.11240,
title = {Sheared granular matter & the empirical relations of seismicity},
author = {Nauman Hafeez Sultan and Kamran Karimi and Jorn Davidsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.11240},
year = {2021}
}