地震地质

作者：郭婷婷, 徐锡伟, 袁仁茂, 杨宏智

单位：1) 山东省地震工程研究院, 济南 2500212) 山东省地震局, 济南 2500143) 中国地质大学(北京), 北京 1000834) 应急管理部国家自然灾害防治研究院, 北京 1000855) 中国地震局地质研究所, 地震与火山灾害重点实验室, 北京 1000296) 山东省物化探勘查院, 济南 250013

关键词：数值模拟,逆断层,上覆土层地表破裂,断层倾角,垂直位错量,等效有效应变,

基金：中国地震局地震科技星火计划项目(XH20035); 国家自然基金委资助项目(41941016); 国家自然基金委资助项目(V1839204)

摘要： 强震发生时, 震源断层错动引发上覆土体变形破裂是地面建(构)筑物破坏的重要原因。为研究和分析上覆土层地表变形与破裂特征及其影响因素, 文中通过有限元数值模拟方法, 综合分析断层倾角、 断层错动位移量、 上覆土层厚度对上覆土层地表变形与破裂的影响及其规律。结果表明: 1)断层垂直位错量为上覆土层厚度的3.3%、 倾角仅为30°时, 发生地表破裂; 断层垂直位错量为上覆土层厚度的5%、 倾角为30°、 45°时, 发生地表破裂; 断层垂直位错量为上覆土层厚度的6.6%、 倾角为30°、 45°、 70°时, 发生地表破裂; 断层垂直位错量为上覆土层厚度的10%、 倾角为30°、 45°、 70°与逼近90°时, 均发生地表破裂。2)随垂直位错量的增加或上覆土层厚度与断层倾角的减小, 地表等效应变逐渐变大, 越容易发生地表破裂。3)随着断层倾角由30°、 45°增加至70°, 上、 下盘地表破裂宽度比值从约3︰1增加至3︰2~1︰1。4)上覆土层的变形与破裂, 首先始于断层基岩与土体交界面的土体破裂, 随着位错量的增加, 当断层倾角为30°、 45°、 70°时, 地表均出现了1个初始破裂点; 当断层倾角逼近90°时, 地表出现了2个初始破裂点, 最后上覆土层出现贯通破裂。

来源：2023年第5期

《地震地质》期刊编辑部

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