Vestnik KRAUNC: Fiziko-Matematičeskie Nauki (Nov 2024)
Моделирование направления осей главных напряжений горных пород при подготовке землетрясений
Abstract
Основная гипотеза возникновения предсейсмических аномалий направленности геоакустической эмиссии состоит в том, что на заключительной стадии подготовки землетрясения формируются постоянные направления осей главных напряжений пород в точке наблюдений. Направления этих осей в свою очередь определяют преимущественную ориентацию акустических источников. Для подтверждения этой гипотезы произведено моделирование ориентации осей главных напряжений, обусловленных процессом подготовки землетрясений. Расчеты основаны на модели, построенной в рамках линейной теории упругости: земная кора рассматривается в виде однородного изотропного упругого полупространства, силовое воздействие в очаге готовящегося землетрясения — в виде комбинации двойных пар сил. Учтена потенциальная энергия упругих деформаций, накопленная в процессе подготовки землетрясения. В работе использован каталог механики очагов землетрясений «The Global Centroid-Moment-Tensor Catalog». Из него были выбраны параметры сейсмических событий, произошедших вблизи полуострова Камчатка с 1976 по 2020 годы. Так как ориентация акустического излучения зависит от азимутального направления на эпицентры землетрясений, то все рассматриваемые сейсмические события были разделены на три группы методом K-средних по пространственному расположению их эпицентров. Результаты моделирования сопоставлены с экспериментальными оценками направления осей главных напряжений в пункте наблюдений «Микижа» (52,99° с. ш., 158,22° в. д.). Оценки были получены ранее по аномалиям направленности геоакустической эмиссии. Показано, что гистограммы распределения направлений осей главных напряжений согласуются с результатами экспериментальных оценок для двух групп землетрясений. Модальные интервалы и локальные максимумы гистограмм распределения попадают в диапазоны оценок ориентации осей главных напряжений от 290° до 320° и от 20° до 50° соответственно.
Keywords
