مدل خطي المان محدود در انگيزش لغزش گسلي مجاور با سدها

Linear finite element model of fault slip triggering adjacent to dams

هدف از اين مطالعه بررسي لغزش ناشي از انگيزش گسل در نتيجه آشفتگي تنش توسط شكست هيدروليكي است. ضرورت اين بحث، مشاهده آثار مخرب ساخت سد در مكان هاي همسايه با گسل هاي سطحي است. براي اين منظور، از برنامه‎نويسي Matlab و سامانه نگاشت SimDesigner بهره گرفته مي شود. پس از تعريف گره ها براي سطوح شكستگي، تنش هاي نقطه‌اي اعمال مي شوند. با تعيين گسل، تحليل ها در مسير تعديل تنش براي رسيدن به يك حالت موازنه حركت مي كنند. با تعريف نيروهاي واكنشي در شرايط مرزي امكان قياس تغيير مكان گرهي فراهم مي شود. تنش اوليه عمودي بر پايه قرارگيري لايه بالايي سنگي و تنش افقي با پيروي از معيار شكست كولمب به دست مي آيد. آشفتگي تنش توسط يك شكستگي كششي و بر پايه تئوري مدل تنش انتهاي درزي به دست آمد. با تركيب تنش شكستگي و تنش منطقه، شرايط اوليه بررسي لغزش و بزرگاي زمين لرزه مرتبط مشخص مي شود. نتيجه اين محاسبات مقدار برابر با 2 متر براي لغزش تجمعي بيشينه در طول گسل مجاور با شكست هيدروليكي است. اين مقدار لغزش در طول گسل بر پايه محاسبات بزرگاي زمين لرزه لحظه‌اي، معادل با يك زمين لرزه به بزرگاي حدود 8/3 به دست مي آيد. اين كار در آينده نيازمند افزايش دقت لغزش گرهي و بهينه‌سازي اجزاي محدود براي بالا بردن نتايج پژؤهش است.

The aim of this research is to investigate triggering of fault slip due to stress perturbation caused by hydraulic fracturing. The importance of this issue is to study the observed destructive effects of dam construction at locations adjacent to the superficial faults. Therefore, we use the Matlab programming and SimDesigner system as an analytical extension. Concentrated stresses are applied after defining the nodes for fracture surfaces. By having the fault surface, analyses start to reach an equilibrium state. By defining the reaction forces in boundary condition, comparison of nodal dislocations become possible. The basis for vertical stress calculation is the upper rock layer and for horizontal stress is Coulomb failure stress. We estimate the stress perturbation through theory of tip stress about tensile fractures. The resultant stress field obtained from combination of fractural and regional stresses gives primary condition to study triggered fault slip and related earthquake magnitude. The results show a maximum 2 meters of cumulative slip along the fault surface close to the hydraulic fracturing. Based on moment magnitude of earthquake calculations, this slip gives a magnitude of 3.8 upon the Richter scale. This process needs the increased precision for nodal dislocations and optimized finite elements in order to better improve the future works.