Wetenschap
Onderzoek toont aan dat op zichzelf gelijkende fractale stress geschikter is voor destructieve aardbevingssimulatie
Scenario-aardbevingen zijn nuttig bij het beoordelen van aardbevingsgevaren langs actieve breuklijnen. Het bepalen van de bronnen van aardbevingen in destructieve scenario's kan echter een uitdaging zijn, vooral als het gaat om heterogene spanningen.
Onderzoekers van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China hebben een onderzoek uitgevoerd naar de Tanlu-fout, de grootste strike-slip-fout in Oost-China, waaruit blijkt dat op zichzelf gelijkende fractale stress geschikter is voor het karakteriseren van de bronnen van scenario-aardbevingen. Hun artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Science China Earth Sciences .
Het onderzoek concentreerde zich op het Xinyi-Sihong-segment van de Tanlu-breuk, een gebied waarvan bekend is dat het mogelijk een M7.5-aardbeving kan veroorzaken. Het hypocentrum werd op een diepte van 10 km rond Suqian geplaatst, waar een merkbaar contrast tussen hoge en lage snelheden duidt op een potentieel kiempunt. Het team heeft de lengte en breedte van de breuk effectief beperkt volgens de schaalwetten die van toepassing zijn op grote aardbevingen.
Om een beter begrip te krijgen van het fysieke proces van de breukvoortplanting, gekoppeld aan stress-heterogeniteit, simuleerden onderzoekers het scenario van het aardbevingsbreukproces met behulp van de eindige verschilmethode. Er is een diepteafhankelijke achtergrondnormale spanning opgenomen. Ze gebruikten de op zichzelf gelijkende fractale stressverstoring om de heterogeniteit van de stress in de richting van de foutaanval te karakteriseren.
Vergeleken met het horizontale uniforme spanningsmodel hebben onderzoekers aangetoond dat de brontijdfunctie van het horizontale uniforme spanningsmodel sterk lijkt op die van het Haskell-model. Het op zichzelf gelijkende stressmodel komt echter nauwer overeen met het stressmodel dat bij echte aardbevingen is waargenomen.
De dynamische breuksimulaties gaven inzicht in hoe verschillende stressomstandigheden het breukgedrag en de grondbeweging beïnvloeden. Met name het op zichzelf lijkende spanningsmodel, dat een kortere karakteristieke lengte omvat, suggereert een ruwere initiële spanning en een meer heterogene slipverdeling.
Ten noorden van het epicentrum nabij Suqian voorspellen de modellen intensere trillingen als gevolg van de nabijgelegen lagesnelheidszone en hoge slippercentages op de breuklijn. Dit gebied ligt binnen de intensiteitszone van 9 graden, wat het belang benadrukt van gerichte voorbereiding op aardbevingen en het opbouwen van weerstandsvermogen.
De studie onderstreept het belang van het koppelen van op zichzelf gelijkende fractale spanningen in aardbevingssimulaties. Door ons begrip van het stress-heterogeniteitseffect bij de voortplanting van aardbevingen en grondbewegingen te vergroten, kunnen wetenschappers betere richtlijnen geven voor de ontwikkeling van infrastructuur en strategieën voor rampenparaatheid.