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断层系统摩擦动力学行为的有限元模拟分析
文献摘要：
绝大多数大地震发生在先存断层构造上,被广泛认为是一种断层摩擦失稳行为.研究断层上的摩擦动力学行为对地震数值预报具有重要意义.本文围绕地震断层动力学行为,首先回顾了断层摩擦动力学有限元模拟相关的进展,尤其是有限元模拟过程中断层摩擦行为的处理方法,重点分析比较了不同时间积分方案在有限元模拟计算中的差异,探讨了传统有限元方法在模拟断层摩擦失稳非线性的收敛性等难题.考虑到相关差异及问题,本文主要简明介绍了基于R-minimum策略自适应地控制时间步长方案及其有限元计算算法和相关软件,其兼顾了静态隐式与动态显式的优点,将不稳定的隐式迭代计算转变为显式计算;同时利用库仑摩擦定律及速率和状态相关的摩擦本构方程,通过节点-点任意接触单元模拟变形体之间的三维非线性接触摩擦动力学行为,并小结了相关的成功应用实例.此外,为了构建刻画复杂断层形态的有限元网格模型,本文在总结了相关有限元网格生成算法基础上,举例说明了我们最近发展的基于图像的复杂断层约束下非连续四边形和六面体网格的生成方法.最后以此为例,对生成的复杂断层系统模型进行了有限元数值模拟分析.
文献关键词：
非线性有限元模拟;断层系统;摩擦接触;网格生成;黏滑失稳;地震动力学
中图分类号：
作者姓名：
邢会林;郭志伟;王建超;张熔鑫;刘骏标;姚琪
作者机构：
深海圈层与地球系统前沿科学中心,海底科学与探测技术教育部重点实验室,中国海洋大学海洋高等研究院/海洋地球科学学院,青岛 266100;青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室,青岛 266100;中国海洋大学海底科学与工程计算国际中心,青岛 266100;中国地震局地震预测研究所,北京 100036
文献出处：
引用格式：
[1]邢会林;郭志伟;王建超;张熔鑫;刘骏标;姚琪-.断层系统摩擦动力学行为的有限元模拟分析)[J].地球物理学报,2022(01):37-50
A类：
地震数值预报
B类：
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AB值：
0.394895
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