مدل تحليل طيفي تمركز تنش مرتبط با سطوح ناهموار در صفحات گسلي

A spectral analysis model of stress accumulation related to asperities along fault planes

هدف از اين مطالعه، تحليل قياسي تمركز و توزيع تنش در سطوح گسلي با استفاده از يك مدل تحليلي بر اساس بازتاب طيف آشكارساز بر روي ناهمواري هاي سطوح گسل هنگام شكست مي­باشد. مدلسازي گسل ها به صورت نيم فضاهاي جدا از همديگر انجام مي­ شود. اين مدل براي تعامل مكانيكي مابين نقاط تماس است و لذا مي تواند يك توضيح فيزيكي در خصوص نحوه توزيع دوبارۀ استرس در زمان شكست در يك سطح قفل شده گسلي ارائه دهد. براي شرايط مرزي يك جابجايي مشخص، نيروهاي نرمال و برشي در نقاط تماس محاسبه و با معيار شكست مقايسه مي شوند. اگر يك يا چند سطح قفل شده گسلي عمل نكند، تنش ها دوباره محاسبه مي شوند. توزيع مجدد تنش كه ناشي از شكست است، ممكن است موجب شكست سطوح قفل شده ديگر شود. اين فرآيند تا به دست آمدن هريك از حالت هاي پايدار و يا شكست تمام سطوح گسلي جهت تحليل طيف آشكارساز ادامه مي يابد. توزيع تنش ها و همچنين شروع و پيشرفت شكست، به هندسه كنتاكت و ناهمواري سطوح بستگي دارد.

The purpose of this study is to analyze the accumulation and distribution of stress across fault planes using an analytical model based on the reflection of the detector spectrum on the roughness of the fault surfaces during the failure. Fault Modeling is based on asperities making half-spaces separated from each other. This model considers mechanical interaction between contact points and, therefore, can provide a physical explanation of how to redistribute stress at fail time at a locked fault plane. For a boundary condition, a certain displacement, normal and shear forces are calculated at contact points and compared to the failure criterion. If one or more locked surfaces of the fault do not work, the stresses are recalculated. The stress redistribution that is caused by the failure may cause other locked surfaces to fail. This process continues to achieve a stable state or complete failure of entire fault plane for analysis with detector spectrum. The distribution of stresses as well as the onset and progress of failures depend on the contact geometry and roughness.