بررسی الگوی رفتاری مواد در پهنه های گسل لرزه زا با روش شبیه سازی اجزاء محدود

چکیده به منظور درک بهتری از حرکت صفحات تکتونیکی، می توان از شبیه سازی عددی به عنوان یک ابزار مهم و نیرومند استفاده نمود. لذا بر اساس قوانین فیزیکی و ژئوفیزیکی و در نظر گرفتن نحوه ارتباط و شکل صفحات، می توان رفتارهای آنها را در شرایط متفاوت مدل سازی نمود. نواحی مختلف به دلیل شرایط متفاوت ساختاری، رفتار لرزه ای مشابه ای را نشان نمی دهند. هدف این تحقیق بررسی الگوهای رفتاری مواد با ویژگیها ی متفاوت (الگوی رفتاری همسانگرد برای مواد الاستیک، از مدل های کاربردی در حرکات تکتونیکی می توان به الگوهای رفتاری ماکسول،ماکسول تعمیم یافته و قانون توان در مواد ویسکو الاستیک و از مدل دراکر-پراگر برای مواد الاستوپلاستیک استفاده می شود) در شبیه سازی گسل های فعال به منظور دست یافتن به مفاهیم دقیقتری از نحوه تغییر شکل صفحات تکتونیکی و در نهایت مدل سازی و شبیه سازی نحوه وقوع زمینلرزه ها می باشد. دراین تحقیق با استفاده از نرم افزارpylith یک مدل کلی به شکل واحد مشخص مکعبی در نظر گرفته شده است و برای گسلش های متفاوت(امتدادلغز،شیب لغز و مورب لغز) تمامی رفتارها و تغییر شکلها برای قبل، همزمان و بعد از زلزله مدل سازی شده است. همچنین در شبیه سازی الگوهای رفتاری برای همزمان با زلزله از مدلهای رفتاری لغزش(مدل اصطکاک ایستایی،slip-weakening friction، time-weakening friction،( rate- and state-friction with ageing law استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که در مرحله قبل از وقوع زلزله با در نظر گرفتن تنش و شرایط یکسان، میزان جابجایی در مدل ماکسول بیشتر از مدل ماکسول تعمیم یافته و در مدل ماکسول تعمیم یافته بیشتراز قانون توان رخ می دهد. برای همزمان با زلزله در مواد الاستیک لغزش در سطح گسل به صورت متقارن رخ می دهد به طوری که مانند یک سهمی در وسط گسل بیشترین مقدار و به اطراف کاهش می یابد ولی در مواد الاستو پلاستیک به دلیل بوجود آمدن کرنش پلاستیک لغزش سطح گسل متقارن نیست و در نقاط اطراف گسل اگرکرنش پلاستیک زیادی رخ دهد باعث افزایش لغزش درگسل می شود. بعد از زلزله با گذشت زمان در مواد ویسکوالاستیک استراحت تنش رخ می دهد، به این ترتیب که درکرنش ثابت باگذشت زمان تنش کاهش می یابد اما در نهایت مقداری تنش باقی می ماندکه با توجه به نمودارهای بدست آمده درمدل ماکسول تعمیم یافته این نکته رعایت شده در صورتیکه درمدل ماکسول تنش باقی مانده به صفرمیل می کند. این نکته برتری مدل ماکسول تعمیم یافته بر مدل ماکسول را نشان می دهد. کلمات کلیدی: گسلش، لغزش، کرنش پلاستیک، استراحت تنش.