Fault gouge failure induced by fluid injection: Hysteresis, delay and shear-strengthening
本文通过二维离散元与流体动力学耦合模拟，揭示了流体饱和断层泥在流体压力循环中的速度强化摩擦、摩擦滞后及由膨胀硬化引起的破坏延迟，为解释注入后断层持续运动和震前受阻滑动提供了机制。
2024-11-18 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Estimating the Physical State of a Laboratory Slow Slipping Fault from Seismic Signals
在过去的二十年里，应变和GPS测量表明，地震断层上的缓慢滑动是一种普遍现象。慢滑动也可以从相关的小振幅地震信号中推断出来，这些信号被称为非火山震颤和低频地震（LFEs）。在实验室和模拟研究中已经再现了缓慢滑动，但是这些现象的基本物理学及其与动态地震破裂的关系仍然知之甚少。在这里，我们表明，在实验室环境中，连续的地震波与故障的物理状态的基本签名印记。在连续地震波上使用机器学习，我们可以在缓慢滑动周期的任何时间推断断层的几个整体特征（摩擦力、剪切位移、断层泥厚度）。这种分析还使我们能够推断断层未来行为的许多属性，包括下一次缓慢滑动事件之前的剩余时间。我们的工作表明，通过将机器学习方法应用于连续的地震资料，可以在地球上获得对缓慢滑动物理学的新见解。
2018-01-23 physics.geo-ph
Postseismicity of slow-slip doublets discerned on the outermost of the Nankai Trough subduction megathrust
研究通过分析日本西南部南海褶皱带的GNSS数据，揭示慢滑动双体的后地震性，发现慢地震可能由指数核裂和对数减速蠕动构成，从而识别潜在的主压扭带灾难风险。
2025-12-03 physics.geo-ph
Detection of slow slip events using wavelet analysis of GNSS recordings
在许多地方，观察到的构造震颤与缓慢滑动有关，可用作研究中等规模缓慢滑动事件的代用指标，在这种情况下，地表变形隐藏在全球导航卫星系统噪声中。然而，当观察到震颤和缓慢滑动发生之间没有明确的关系时，这些方法不能应用，我们需要其他方法能够更好地检测和量化缓慢滑动。诸如离散小波变换（DWT）和最大重叠离散小波变换（MODWT）的小波方法是用于通过观察时间序列的加权差如何从一个周期到下一个周期变化来同时在时域和频域中分析时间序列的数学工具。我们使用小波方法来分析全球导航卫星系统的时间序列在卡斯卡迪亚的慢滑事件。我们使用去趋势的GNSS数据，应用MODWT变换和堆叠小波细节在几个附近的GNSS站。作为对慢滑事件的定时的独立检查，我们还计算GNSS站附近的震颤的累积数量，使该信号下降趋势，并应用MODWT变换。在这两个时间序列中，我们可以看到同步波形，其定时对应于慢滑事件的定时。我们假设，有一个缓慢的滑动事件时，有一个正的峰值，随后由一个负的峰值在小波信号。我们验证，有一个很好的协议之间的慢滑事件检测到只有GNSS数据，慢滑事件检测到只有震颤数据。基于小波的检测方法有效地检测由独立事件目录确定的震级高于6的事件。作为示范使用的小波分析在没有显着的震颤的区域，我们还分析了来自新西兰的GNSS数据和检测慢滑事件，在空间和时间上接近以前检测到的其他研究。
2022-12-30 physics.geo-ph
Seismic swarms unveil the mechanisms driving shallow slow slip dynamics in the Copiapó ridge, Northern Chile
本研究利用地震大地测量部署记录智利俯冲带2023年浅层慢滑事件，发现伴随的密集迁移地震群，揭示慢滑起始由俯冲海山富流体环境中结构限制的流体超压驱动，为慢滑与地震活动相互作用提供新见解。
2024-11-27 physics.geo-ph
Adjoint-based uncertainty quantification for inhomogeneous friction on a slow-slipping fault
长期慢滑事件通常发生在俯冲板块的深、浅部，并与邻近的巨型逆冲断层运动有着密切的联系。传统的技术量化慢地震摩擦功能表明，这些功能可能是预测地震运动的指示，然而，量化高精度的摩擦场的不确定性尚未实现。因此，我们提出了一种方法的不确定性量化的空间不均匀的摩擦功能，从滑动运动的LSSE断层-巨型逆冲断层复合体在日本西南部。通过结合断层运动模型，模仿慢滑运动和变分数据同化（DA）技术，使用二阶伴随方法，我们已经成功地量化的空间发布的摩擦功能的不确定性。此外，在高分辨率的空间发布的评价揭示了慢滑运动的动力学和摩擦功能的重要组成部分之间的相关性，这是有价值的信息观测DA设计。这项研究的结果，预计将推进应用地震运动预测技术的理论基础，使用慢滑摩擦功能作为应力计的大地震，以及提高慢滑运动和摩擦参数之间的关系的理解断层。
2022-09-04 physics.geo-ph
PINN-based short-term forecasting of fault slip evolution during the 2010 slow slip event in the Bungo Channel, Japan
Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University（京都大学防灾研究所）；Department of Geophysics, Stanford University（斯坦福大学地球物理学系）
该研究针对日本丰后水道2010年慢滑事件，提出基于物理信息神经网络的数据同化框架，结合大地测量观测与断层力学，能计算断层滑动演化、优化摩擦特性分布，成功预测慢瞬态滑动，凸显了该方法结合观测与力学的能力。
2026-07-15 physics.geo-ph
Slow-Slip Phenomena Represented by the One-Dimensional Burridge-Knopoff Model of Earthquakes
慢滑现象，包括余震和无声地震，研究使用一维Burridge-Knopoff模型，服从率和状态相关的摩擦定律。通过只改变几个模型参数，这个简单的模型允许在一个单一的框架内再现各种地震滑动，包括主震，余震成核过程，余震，和无声地震。
2018-05-18 cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Chaotic Slow Slip Events in New Zealand from two coupled slip patches: a proof of concept
针对新西兰Hikurangi俯冲带慢滑事件预测受观测数据限制的问题，本文提出双耦合振荡器物理模型分别对应两类慢滑斑块，成功复现观测到的混沌行为，证实剪切带多物理响应对系统的强控制作用。
2024-11-03 physics.geo-ph
Capability of Tokai Strainmeter Network to Detect and Locate a Slow Slip: First Results
东海应变仪网络（TSN）是部署在东海地区的一个密集网络，东海地区是南海海槽的最东端地区，其目的是监测反映板块边界耦合状态变化的缓慢滑动。因此，评价TSN探测和定位慢滑的能力具有重要意义。为此，修改了为地震网络开发的基于概率的完整性大小，使其适用于TSN性能的评估。使用TSN在2012-2016年记录的35个矩震级为M5.1-5.8的慢滑，这项研究表明，当考虑TSN及其周围的区域时，TSN检测和定位M5级慢滑的概率很高（> 0.9）。已发现该概率取决于滑动持续时间，特别是对于M5.5或更大，即持续时间越长，概率越低。一个可能的使用这种方法来评估网络的性能的情况下，虚拟站被添加到现有的网络进行了探讨。提出了在制定TSN战略计划以向西扩展其覆盖范围时使用此应用程序的建议。这一延伸使得南海海槽覆盖了整个南海海槽的东半部，这一点很重要，因为历史记录表明，南海海槽的东半部往往会首先破裂。
2019-10-18 physics.geo-ph
The slow slip of viscous faults
本文提出黏性断层缓慢滑动的扩散模型，通过格林函数和自相似渐近分析揭示滑动速率按1/t衰减、空间按t扩展的规律，为震后滑动和慢滑移事件提供理论解释。
2018-12-21 physics.geo-ph
Critical speed-up vs critical slow-down: a new kind of relaxation oscillation with application to stick-slip phenomena
由弹性力驱动的单个块体的滑动方程在数值上显示了当无量纲参数非常大时其动力学中的快速和缓慢步骤，这是许多应用的限制。解的渐近分析很好地解释了粘滑动力学的两个截然不同的步骤。粘（慢）部分沿着相空间中的慢流形发生。但是，与标准松弛动力学（van der Pol类型）相比，慢流形总是形式吸引的，并且从慢动力学到快动力学的过渡发生，因为慢动力学具有有限时间奇异性，打破了慢的假设。这就形成了一种新的弛豫振荡。我们表明，粘滑系统的外部噪声的响应显示一个渐进的加速之前的过渡，在标准情况下观察到的众所周知的临界减速。
2011-07-17 nlin.CD physics.geo-ph
Experimental evidence of seismic ruptures initiated by aseismic slip
基于实验室模型实验，证实慢滑区域作为地震破裂的成核中心，通过引入颗粒材料斑块模拟慢滑，发现其作为种子裂纹降低断层剪切阻力，并受载荷影响，为监测断层传播和减轻地震灾害提供新途径。
2023-12-29 cond-mat.soft physics.class-ph physics.geo-ph
Localization of fast and slow slip in fault gouge and fracture energy scaling
Department of Civil and Resource Engineering, Dalhousie University（达尔豪斯大学土木与资源工程系）；Scripps Institution of Oceanography, University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所）；Department of Earth and Environmental Sciences, Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑路德维希-马克西米利安大学地球与环境科学系）
研究断层泥中快速和慢滑动的定位及其能量标度，通过分析框架和数值模拟探讨摩擦特性与热弱化的关系，揭示断层带厚度与滑动速率对能量分布的影响。
2026-04-22 physics.geo-ph
Slow slip detection with deep learning in multi-station raw geodetic time series validated against tremors in Cascadia
提出首个多台站深度学习慢滑移事件探测器，结合卷积与注意力网络及超真实合成训练集，在卡斯卡迪亚原始数据中检测到78个事件，验证了其与震颤活动的关联。
2023-08-04 physics.geo-ph
Subduction zone fault slip from seismic noise and GPS data
Big Data to Earth Scientists（面向地球科学家的大数据机构）
本文利用Random Forest机器学习算法从连续地震数据预测GPS位移，以克服慢滑移事件物理模型不完整的局限，并复现卡斯卡迪亚俯冲带断层滑动研究。
2023-04-17 cs.LG physics.geo-ph
Slow slip and the transition from fast to slow fronts in the rupture of frictional interfaces
形成两个固体之间的摩擦界面的微连接的人口的失败是从生物力学到地震学的领域的核心。这种故障是介导的传播沿界面的各种类型的破裂前，涵盖了广泛的速度。其中包括所谓的慢锋，这是最近发现的比材料声速慢得多的锋。尽管密集的建模活动，慢锋的机制仍然难以捉摸。在这里，我们介绍了一个多尺度模型，能够再现在一个单一的破裂事件和短时间内观察到的滑移动力学从快到慢的过渡。我们确定慢滑逮捕后立即作为一种现象，足以为前进一步传播的速度慢得多的快锋。无论是实际观察到的慢锋控制的界面应力和微结之间的力的局部分布的宽度。我们的结果表明，慢锋是定性的快锋不同。由于从快到慢的过渡可能是通用的慢滑，我们预计，它可能会发生在广泛的系统中，慢滑已被报道，包括地震断层。
2014-06-20 cond-mat.soft physics.class-ph physics.geo-ph
Coupled Boundary Element and Finite Volume Methods for Modeling Fluid-Induced Seismicity in Fault Networks within Low-Permeability Rocks
本文提出边界元与有限体积耦合的二维数值方法，模拟流体扩散驱动的非平面断层网络地震与无震滑动，揭示微地震锋不能直接代表流体扩散锋。
2024-12-04 physics.geo-ph
Breaking Cascadia's Silence: Machine Learning Reveals the Constant Chatter of the Megathrust
构造断层以各种方式滑动，从普通地震到缓慢滑动事件，再到无震断层蠕动。慢地震的频繁发生及其对应力的敏感性使其成为探测邻近大地震发生闭锁带的一个很有前途的方法。然而，人们对这种关系仍然知之甚少。我们发现，卡斯卡迪亚巨型逆冲断层是不断广播的震颤样信号，精确地通知整个慢滑周期的断距率。我们认为，这一信号提供了间接的，实时访问的物理性质的巨型逆冲断层，并可能最终揭示之间的连接缓慢滑动和大地震。
2018-05-17 physics.geo-ph
Fast and slow earthquakes emerge due to fault geometrical complexity
活动断层通过一系列滑动模式释放弹性应变能，包括破坏性地震、慢滑事件和持续蠕变。了解控制快速、动态滑动辐射地震波（即地震）或缓慢、无声滑动（即SSE）发生的机制是估计沿俯冲带地震危险性的基本点。除了表现出比地震更慢的破裂传播速度之外，SSE还表现出不同的标度关系，这可能反映了不同的物理机制或有趣的观测缺乏。与地震一样，SSE必然会沿着活动断层的不稳定部分发生，从而引发了沿着这些部分的滑动模式（地震或非地震）的物理控制问题。在这里，我们使用一个简单的速率弱化断层模型的数值实现来解释自发发生，特征和标度关系的SSE和地震。我们发现，最简单的断层几何复杂性与均匀摩擦性能可以重现慢和快地震，而不需要复杂的流变学或机制。我们的模型有助于解决许多现有的观测和物理模型的地震和SSE之间的矛盾。
2017-09-29 physics.geo-ph
A Parallelized 3D Geomechanical Solver for Fluid-induced Fault Slip in Poroelastic Media
本文提出一种全隐式三维流固耦合并行求解器，用有限元与内聚单元模拟裂缝水力行为和断层摩擦滑移，首次复现临界应力断层注入诱发滑移基准，并公开代码。
2024-10-22 physics.geo-ph
Probing slow earthquakes with deep learning
缓慢的地震可能会触发邻近的锁定断层的破坏，这些断层受到的压力足以断裂，并且在附近的大地震之前，缓慢的滑动模式可能会演变。然而，即使在最清晰的情况下，如卡斯卡迪亚，慢地震和相关的震颤也只是在间歇性和离散的爆发中观察到的。通过训练卷积神经网络来检测卡斯卡迪亚单个地震台上的已知震颤，我们隔离和识别已知较大慢速事件之前和之后的震颤和滑动。深度神经网络可用于检测准连续震颤，提供量化缓慢滑动速率的代理。此外，在卡斯卡迪亚训练的模型识别出其他俯冲带以及帕克菲尔德的圣安德列阿斯断层沿线的震颤，这表明波形特征和震源过程具有普遍性，正如实验和理论所假设的那样。
2019-08-21 physics.geo-ph
Fluid-driven slow slip and earthquake nucleation on a slip-weakening circular fault
研究流体驱动下滑移弱化圆形断层的三维破裂动力学，揭示了无震滑移的两种模式及其四阶段演化过程，提供了全参数空间的解析与数值解，支持定量对比与工程设计。
2023-09-08 cond-mat.soft physics.geo-ph
Evolution of seismic signals and slip patterns along subduction zones: insights from a friction lab scale experiment
连续的GPS和宽带地震监测揭示了各种不同的滑动模式，特别是在浅倾俯冲带，其中包括定期地震，慢滑事件和无声地震1，2。缓慢滑动事件有时伴随着非火山性震颤（NVT），其起源仍然不清楚，要么与流体迁移有关，要么与摩擦有关。目前对整个滑动模式的理解是基于数值模拟，该数值模拟施加了从湿花岗岩凿的a和b的温度依赖性导出的速率和状态参数a和b4-6的特定值。在这里，我们调查的影响，累积滑动的摩擦和声图案的实验室规模的俯冲带。浅层大地震（粘滑事件），中等深度的缓慢，更深的无声地震（平滑滑动振荡）和最深的稳态蠕变（连续滑动）是通过接触界面的累积位移8的老化来再现的。声发射随着累积位移和界面老化而演变，遵循从类似于地震地震信号的强脉冲事件到类似于非火山震颤的较小振幅和较长持续时间信号的集合的趋势。NVT是接触界面局部失稳行为向稳定滑动状态演化的过程。
2008-01-11 physics.geo-ph
Slip-Size Distribution and Self-Organized Criticality in Block-Spring Models with Quenched Randomness
研究了随机介质中的慢拉伸块弹簧模型。二阶相变存在于一个恒定的力拉动的情况下的速度强化摩擦的模型。如果外力缓慢增加，接近临界的状态是自组织的。出现各种尺寸的滑移，滑移尺寸的概率分布大致服从幂律。该指数与淬冷的Edwards-Wilkinson模型的指数接近。进一步研究了库仑摩擦、速度弱化摩擦情况下的滑移尺寸分布。
2017-05-18 cond-mat.stat-mech nlin.AO physics.geo-ph
Towards a simple, comprehensive model of regular earthquakes and slow slip events, part II: two-dimensional model
虽然我们现有的一维（1D）模型提供了一个成功的定量描述破裂事件，一维描述是有限的。因此，我们推导出一个二维（2D）模型，使我们能够调查的地震（EQ）和慢滑事件（SSE），只有在第二维明显的特点。我们发现，在全球剪切应力的方向（x方向）的EQ破裂的前缘是更广泛的地壳断层平面（y方向）比后缘。滑动速度的方向主要是在x方向上。EQ破裂在x和y方向上扩展。在SSE中，破裂也在短时间内沿两个方向扩展，然后，在脉冲形成后，没有进一步的扩展，即，脉冲形状实际上保持不变。二维模拟结果表明，地震矩（M）与时间（T）的标度律可以用关系式表示，其中。对于EQ，近似等于3，而对于SSE，随着脉冲的发展和完全建立，趋向于1。2D模型定量地描述了地震脉冲的参数在幕式震颤和滑动（ETS）现象，也解释了与此脉冲，如逆震颤迁移非火山震颤的重要特征。二维模型证实了以前一维模型的基本发现：（i）震波迹象的类型（EQ或SSE）和破裂类型（裂缝状或脉冲状）完全由断层强度、剪切应力与法向应力的比值以及该比值的梯度决定;（ii）破裂的形状和最大滑移的位置取决于初始应力的空间发布。
2021-12-17 physics.geo-ph
Connecting Microseismicity to Lithology via a Model of Slip Avalanches
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；The University of Utah（犹他大学）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
研究通过简单微机械模型，将不同尺度下微震与岩性联系起来，利用该模型可描述米级微震观测及纳米到微米级纳米压痕实验，其统计数据与模型预测相符，还解释了层状沉积地层统计偏差，可据此预测微震事件大小概率分布。
2026-07-09 cond-mat.other physics.geo-ph
Towards a simple, comprehensive model of regular earthquakes and slow slip events, part I: one-dimensional model
我们已经开发了一个模型，描述了一个破裂的主要特征，从定期地震（EQ）的慢滑事件（SSE），包括幕式震颤和滑动（ETS）。以前的模型预测，而准确的，是基于一个高度理想化的初始应力分布和一个简单的速度依赖的摩擦表达式。因此，该模式的全部范围尚未得到充分论证。进一步的发展，这里介绍，包括更现实的物理处理的初始条件和摩擦。模型预测为：（1）震波迹象的类型，即规则EQ或SSE，由断层强度、剪应力与法向应力之比以及该比的梯度确定。这些关键参数的定量值也在这里获得;（2）破裂速度的范围从剪切波速度的一小部分到超剪切速度的规则EQ。常规EQ的最大滑移速度通常为1 m/s的量级。对于SSE，滑动速度范围很广，从几厘米/年到0.1米/秒。应力降的大小变化范围为初始剪应力的1%~ 10%（对于常规EQs）和0.1%~ 10%（对于SSE）;（3）破裂可扩展为裂纹样模式或自愈脉冲模式。破裂模式的类型取决于应力比及其梯度。如果应力不均匀性呈台阶状，则破裂总是裂纹状。如果非均匀性是局部的，那么当应力和应力梯度足够大时，破裂是裂纹状的，而当应力和应力梯度较小时，破裂是脉冲状的;（4）在不稳定性发展之后，破裂动力学不依赖于速率状态参数a和b的相对值，即，摩擦滑动是速度减弱还是速度增强并不重要。基于速率状态的模型与这一结果不一致。
2019-09-09 physics.geo-ph
Control instabilities and incite slow-slip in generalized Burridge-Knopoff models
广义Burridge-Knopoff（GBK）模型具有丰富的动力学特性，具有不稳定性和多重分岔。GBK模型由相互连接的质量组成，这些质量可以在摩擦下在粗糙表面上滑动。所有的质量都连接到一个盘子上，盘子慢慢地为系统提供能量。该系统显示长时间的静止，被快速，动态的能量松弛事件（雪崩）打断。在这些事件中，块体群突然滑动，模拟地震滑动和地震破裂。在这里，我们提出了一个理论，防止GBK雪崩，控制其动力学和煽动慢滑。我们利用摩擦对压力的依赖性，并将其用作改变系统动力学的后门。我们使用控制的数学理论，并且第一次成功地（a）稳定和限制了GBK模型中的混沌，（b）保证了缓慢的摩擦耗散，（c）将GBK系统调整到期望的较低能量的全局渐近平衡。我们的控制方法是鲁棒的，不需要系统的摩擦行为的确切知识。最后，已知GBK模型呈现自组织临界（SOC）行为。因此，所提出的方法示出了SOC控制（SOCC）的附加示例。鉴于GBK模型的动力学与地震有许多相似之处，我们希望激发有关人为和/或自然地震活动的防震策略。从更广泛的角度来看，我们的控制方法可以用于提高对级联故障的理解在复杂系统在物理学，访问隐藏的特性，并提高其可预测性，通过控制他们的时空行为在实时。
2020-08-09 math.OC nlin.AO nlin.CD
Fault volume digital twin to reproduce the full slip spectrum, scaling and statistical laws
Laboratoire de Géologie, Ecole Normale Superieure, CNRS-UMR 8538, PSL Research University（巴黎高等师范学院）；Université de Rennes, CNRS, Géosciences Rennes, CNRS-UMR 6118（雷恩大学）；Department of Earth Sciences, La Sapienza University of Rome（罗马第一大学）；Université Côte d‘Azur, CNRS, IRD, Observatoire de la Côte d’Azur, Géoazur（蔚蓝海岸大学）；Laboratoire POEMS, CNRS-INRIA-ENSTA Paris, Institut Polytechnique de Paris（巴黎综合理工学院）
本文通过模拟断层带中的非断层损伤区，重现地震和地质数据中的滑动动态、缩放和统计规律，展示了统一摩擦模型在重现奥莫里定律、古特肯-里克特缩放等现象中的有效性。
2026-04-24 physics.geo-ph
Origin of slow earthquake statistics in low-friction soft granular shear
本研究通过实验表明，低摩擦软颗粒剪切导致慢地震统计，其特征与水热条件下断层材料的粘滑行为一致。
2025-12-01 cond-mat.soft physics.geo-ph
Dilatancy toughening of shear cracks and implications for slow rupture propagation
与断层滑动相关的膨胀产生瞬时孔隙压力下降，从而增加摩擦强度。这种影响进行了分析，在一个稳定的传播破裂模型，包括摩擦弱化，滑动依赖故障扩张和流体流动。膨胀被示出为增加传播破裂尖端所需的应力强度因子。随着破裂速度的增加，不排水（强化）区域在尖端附近发展，并延伸到不排水弱化区之外。远离不排水区域，孔隙流体扩散逐渐补充断层，强度恢复到排水的弱化值。对于足够大的破裂尺寸，尖端附近的膨胀引起的强度增加相当于韧性的增加，其与破裂速度的平方根成比例。一般来说，膨胀具有通过减小沿着裂纹的应力降来增加断裂增长所需的应力的效果。热加压有可能补偿增粘剂强化效应，但代价是加热速率增加，这可能导致过早的摩擦熔化。使用合理的实验室参数，韧性增韧效应导致破裂动力学，定量与观察到的慢滑事件在俯冲带的动力学一致。
2021-10-28 physics.geo-ph
Local fluid pressure perturbations inside faults matter in unexpectedly large injection-triggered earthquakes
预测注入触发地震的最大震级对于安全有效地开发利用地球能源具有重要意义。最近的工作李等人。（2021）得出的结论是，意外的大型注入触发地震主要是由孕震断层上预先存在的大临界剪切应力引起的。此外，还提出了断层滑动与膨胀的比值作为预测断层破裂能量学的指标。然而，他们的流体注入实验是在完全排水条件下进行的，其中断层面上的流体压力分布总是均匀的。正如作者已经指出的那样，在局部不排水条件下，断层内部的局部流体压力扰动也有可能导致意外的大震波迹象。在这里，我们添加了更多的数据集和可能的解释这个观点，这还没有在这样的细节探索李等人。（2021年）。
2021-03-29 physics.geo-ph
Uncertainty quantification for fault slip inversion
本文提出基于最优方向吉布斯的贝叶斯方法，从大地测量数据中高效反演慢滑移事件的断层滑移并量化不确定性，成功应用于2006年墨西哥格雷罗事件并估计其矩震级。
2021-03-20 physics.geo-ph stat.CO stat.ME
Lab earthquakes confirm the theory of frictional slip pulses
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）
本文通过大量实验室地震实验，在多参数范围内证实了二维摩擦滑动脉冲理论的预测，明确了脉冲的非稳态特性及衰减到增长的转变，深化了对主导地震破裂模式的认识。
2026-08-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.PS
Theoretical constraints on tidal triggering of slow earthquakes
Ecole Normale Supérieure, CNRS-UMR 8538, PSL Research University（巴黎高等师范学院）；Bureau de Recherches Géologiques et Miniéres (BRGM)（法国地质矿产调查局）；Department of Earth and Planetary Science, The University of Tokyo（东京大学地球行星科学系）
利用弹簧-滑块模型和速率-状态摩擦定律，研究潮汐应力对速度弱化稳定滑动断层的触发机制，发现小扰动可触发周期性或复杂滑移事件，触发行为由归一化周期和振幅控制。
2026-06-09 physics.geo-ph
Active Protothrusts and Fluid Highways: Seismic Noise Reveals Hidden Subduction Dynamics in Cascadia
地震噪声揭示了喀斯喀特地区俯冲带动力学的区域差异，显示北侧完全锁定的断层与中央区域的缓慢滑动事件及流体迁移之间的差异。
2025-12-15 physics.geo-ph
Precursory moment release scales with earthquake magnitude
今天，对地震前兆的观测仍然存在广泛的争论。虽然逆时针慢滑动是地震成核的一个重要特征，但前震序列并不总是被观察到，它们的时间演化仍然不受约束。在这里，我们报告的粘滑实验（实验室地震）下进行的孕震应力在干燥和流体压力条件。我们发现，无论滑动行为（地震或地震），流体的存在和断层的滑动历史，地震矩释放尺度与主震震级。重要的是，这一观测结果得到了地震成核理论的支持，并适用于M_w 6.0至M_w 9.0的天然地震。尽管在实验室观测和自然观测之间仍存在很大差距，但通过对地震成核期间的地震和地震滑动进行综合地震学和大地测量，可以预测中到大地震。
2019-01-21 physics.geo-ph
Fault Valving and Pore Pressure Evolution in Simulations of Earthquake Sequences and Aseismic Slip
断裂带流体控制有效法向应力和断层强度。虽然大多数地震模型假设孔隙流体压力分布是固定的，但地质学家已经证明了断层阀作用的行为，即压力的周期性变化和沿断层的不稳定流体迁移。在这里，我们量化断层阀通过2-D反平面剪切模拟地震序列的走滑断层与速率和状态摩擦，沿渗透性断层带的达西流向上，渗透率的演变。流体超压在地震间歇期发展，此时愈合/封闭降低了断层渗透性，并在地震后释放，提高了渗透性。流体流动、渗透率和压力演化与滑动之间的耦合，在孕震区底部附近产生流体驱动的非稳态滑动，并在孕震区内产生地震群，因为上升流体对断层加压并使其弱化。这个模型可能有助于解释观测到的后期地震间断层解锁，缓慢滑动和蠕变瞬变，群地震，和快速的压力/应力传输诱发地震活动序列。
2020-05-15 physics.comp-ph physics.geo-ph
Denoising of Geodetic Time Series Using Spatiotemporal Graph Neural Networks: Application to Slow Slip Event Extraction
Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；IRD（法国发展研究院）；ISTerre（地球内部与表面物理研究所）；Grenoble INP（格勒诺布尔理工学院）；GIPSA-lab（信号与图像、智能系统与环境实验室）；Institut Universitaire de France（法兰西大学研究院）
本文提出SSEdenoiser，一种结合图循环网络与时空Transformer的多站时空图注意力去噪器，用于从GNSS大地测量时间序列中去除复杂时空相关噪声，并在卡斯卡迪亚俯冲带成功以亚毫米级精度提取与构造震颤时空演化一致的慢滑移事件。
2024-05-06 cs.AI cs.LG eess.SP
Post-injection normal closure of fractures as a mechanism for induced seismicity
University of Bergen（卑尔根大学）；Christian Michelsen Research（克里斯蒂安·米凯尔森研究所）
研究通过数值模拟验证裂隙正常闭合对注人后地震潜力的影响，探讨其在增强地热系统中的作用机制。
2017-05-23 cs.NA math.NA physics.geo-ph
Self-organized first-order transition from foreshock to mainshock in earthquake sequences induced by heat, fluid pressure, and porosity
本研究通过弹簧-块模型发现，由热、流体压力和孔隙度相互作用引起的地震序列中，存在从前震到主震的自组织一级相变，并由能量平衡函数F(u)控制。
2025-07-08 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
How does dissipation affect the transition from static to dynamic macroscopic friction?
描述从静态到动态摩擦状态的过渡过程是现代物理学的一个基本问题。以前，我们开发了一个模型的基础上著名的Frenkel-Kontorova模型来描述干宏观摩擦。在这里，这个模型已被修改，包括耗散的效果，在导出的过渡过程的运动学和动力学参数之间的关系。主要（有点违反直觉）的结果是一个示范，即破裂（即分离前）的滑移脉冲，在过渡过程中出现的速度不依赖于摩擦。控制破裂速度的唯一参数（除了介质的弹性和塑性性质之外）是剪应力与法向应力之比。与破裂速度相反，滑移速度确实取决于摩擦力。我们已经开发的模型描述了这些过程在很宽的范围内的破裂和滑动速度（高达7个数量级），允许，特别是考虑震波迹象，从规则的地震，破裂速度的顺序为几公里/秒，缓慢的滑动事件，破裂速度为几公里/天。
2014-11-25 physics.geo-ph
Three dimensional simulation of fluid-driven frictional and tensile ruptures on existing discontinuities
EPFL（洛桑联邦理工学院）
本文提出一个隐式、全耦合的流体-机械求解器，用于模拟流体驱动的破裂传播，同时处理摩擦滑动和张性开裂，结合边界元法和有限元法，通过弹性预测-塑性校正方案实现非线性孔隙流体扩散，并验证了求解器在多种复杂情况下的准确性和收敛性。
2026-05-14 cs.NA math.NA physics.comp-ph
Hydro-mechanical earthquake cycles in a poro-visco-elasto-plastic fluid-bearing fault structure
地震物理学的一个主要目标是导出断层滑动的本构框架，该框架捕获剪切强度对断层流变学、滑动速度和孔隙流体压力的依赖性。在这项研究中，我们提出了H-MEC（水力机械地震周期），一个新开发的两相流数值代码-耦合固体岩石变形和普遍的流体流动-模拟地应力和流体压力如何演变在地震周期的流体承载断层结构。这种统一的，基于连续介质的模型，采用交错有限差分标记单元（SFD-MIC）方法，并占全部惯性（波介导）的影响和流体流动的多孔粘弹塑性可压缩介质。全局Picard迭代和自适应时间步进允许正确的分辨率的长期和短期的时间尺度，从几年在缓慢的构造加载到毫秒在传播的动态破裂。我们提出了一个全面的平面内走滑设置，在其中我们测试分析孔隙流体压力扩散从注入点沿有限的断层宽度的孔隙弹性基准。然后，我们研究了孔隙流体压力演化和固体-流体压缩性如何控制地质断层上的地震和地震滑动序列。虽然流体驱动的剪切裂缝的发生是由不排水断层带内的孔隙的局部塌陷和流体的动态自增压控制的，但随后的动态破裂是由以地震速度传播的孤立脉冲状流体压力波驱动的。此外，与孔隙流体的快速自增压相关的剪切强度减弱可以解释大地震中观察到的滑动断裂能量标度。
2022-01-27 physics.geo-ph
Autonomous Extraction of Millimeter-scale Deformation in InSAR Time Series Using Deep Learning
系统地描述活动断层上的滑动行为是揭示构造断层物理学和慢震与快震之间相互作用的关键。干涉合成孔径雷达（InSAR）可以每隔几天测量全球范围的地面变形，可能是这些相互作用的关键。然而，大气传播延迟往往超过感兴趣的地面变形，尽管国家的最先进的处理，因此干涉合成孔径雷达分析需要专家的解释和先验知识的断层系统，排除全球调查的变形动力学。在这里，我们表明，一个深的自动编码器架构定制解开地面变形噪声干涉SAR时间序列自主提取变形信号，没有故障的位置或滑动行为的先验知识。应用于InSAR数据在北安纳托利亚断层，我们的方法达到2毫米的检测，揭示了一个缓慢的地震的两倍，以前公认的广泛。我们进一步探讨我们的方法的泛化膨胀/放气引起的变形，应用相同的方法，加州科索地热田。
2020-12-27 physics.geo-ph
Dilatancy stabilises shear failure in rock
结晶岩中的断裂和断层滑动与膨胀有关。当孔隙流体存在且排水不足时，膨胀导致孔隙压力下降，这反过来又导致材料的强化。我们进行了实验室岩石破裂实验，直接在现场流体压力测量，这表明动态破裂传播和断层滑动可以稳定（即，变成准静态）。我们还观察到，对于相同的有效压力，但较低的孔隙流体压力，稳定过程可能会被逮捕时，孔隙流体压力接近零和蒸发，导致动态剪切破坏。在稳定破裂的情况下，我们目睹了主要破坏事件之后的持续长时间滑动，这是断层带孔隙压力补给的结果。我们所有的观察定量解释的弹簧滑块模型相结合的滑动弱化行为，滑动引起的膨胀，和孔隙流体扩散。使用我们的数据在反问题中，我们估计控制破裂稳定，断层扩张率和断层带存储的关键参数。这些估计用于预测与断层有关的孔隙压力下降，以及在地壳中，我们可以预期地震期间的渗透稳定或蒸发。对于完整的岩石和良好的巩固故障，我们预计强烈的渗透性加强4和6公里的深度，无论周围的孔隙压力，并在更深的地方，当周围的孔隙压力接近岩石静压力。在地壳的最上部（$<4$公里），我们预测的孔隙流体的蒸发，限制粘性加强。在结晶岩和观察到缓慢滑动事件的地区，最有可能发生渗透稳定的深度估计值与地热能储层一致。
2021-05-13 physics.geo-ph
Functional-Friction Networks: New Insights on the Laboratory Earthquakes
本文报道了泛函复杂网络在摩擦界面声发射波形研究中的一些新应用。我们的研究结果表明，实验室断层经历了一系列的通用阶段，以及加强，削弱或快速滑动和缓慢滑动导致愈合。此外，使用功能网络，我们扩展了耗散的能量，由于声发射信号的短期和长期的事件特征。我们表明，从定期到缓慢破裂的过渡可以有一个额外的生产从临界破裂类类似的直接观察到这种现象在透明的样品。此外，我们展示了详细的亚微米演变的界面，由于短期演变的破裂尖端，这是由唯象描述的模块化率。此外，我们发现每个单一事件的成核阶段，大多数放大事件遵循一个几乎恒定的时间尺度，对应于初始加强的界面。
2014-01-11 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
