Моделювання напружено-деформованого стану та аномального гравітаційного поля у вогнищі землетрусу

Abstract

На основі варіаційної скінченно-елементної методики для пружних багатошарових оболонок змодельовано напружено-деформований стан, а також аномальне гравітаційне поле, які виникають у вогнищі землетрусу із переміщенням за простяганням розлому. Показано, що за монолітного складу геологічних порід типові картини розподілу зсувних переміщень, напружень й аномального гравітаційного поля навколо вогнища землетрусу мають універсальний характер, мало залежать від товщини пружної літосфери, складу геологічних порід і лінійних розмірів вогнища землетрусу. Водночас наявність тріщинуватості геологічних порід приводить до якісних змін у картинах розподілу – з’являються нерегулярні зони максимумів і мінімумів, кількість яких зростає із збільшенням ступеня тріщинуватості порід.

На основе вариационной конечно-элементной методики для многослойных упругих оболочек выполнено моделирование напряженно-деформированного состояния, а также аномального гравитационного поля, возникающих в очаге землетрясения со смещением по простиранию разлома. Показано, что в случае монолитного состава геологических пород типичные картины распределения сдвиговых перемещений, напряжений и аномального гравитационного поля вокруг очага землетрясения носят универсальный характер, мало зависят от толщины упругой литосферы, состава геологических пород в ней и линейных размеров очага землетрясения. В то же время наличие трещиноватости геологических пород приводит к качественным изменениям в картинах распределения – появляются нерегулярные зоны максимумов и минимумов, количество которых возрастает по мере увеличения степени трещиноватости пород.

Stress-deformable state and anomalous gravity field in the earthquake center with displacement along fault spread were modeled on the base of variation finite element method elaborated for elastic foliated shells. It was shown that in the case of monolithic rocks shift displacements, stresses and anomalous gravity field distributions around earthquake center had a universal character. Those are not dependent on the thickness of elastic lithosphere, on the geological composition and linear dimensions of the earthquake center. At the same time fracturing of geological rocks leads to the qualitative changes on the distribution patterns. Some irregular maximum and minimum zones can be seen. Their number grows as the rock fracturing increases.