Seismotectonics and Slip Behavior of a Submarine Plate Boundary Fault from Seismicity Repeaters and Tomography using a high-resolution earthquake catalog from machine learning
本研究利用机器学习拾取算法构建布兰科转换断层系统的高分辨率地震目录，结合重复地震与层析成像，揭示了该断层分段的滑动行为、耦合特征及蛇纹岩化作用，为海底板块边界断层物理研究提供了新方法。
2025-03-21 physics.geo-ph
Imminent earthquake forecasting on the basis of Japan INTERMAGNET stations, NEIC, NOAA and Tide code data analysis
本研究提出了一种可能的方法，通过解决反问题，使用数据采集网络系统的监测，存档和复杂的分析地球物理变量的前兆地震震级，深度和震中坐标的临震预测。在许多可能的前兆中，最可靠的是地球电磁场、钻孔水位、氡表面浓度、局部热流、电离层变量、低频大气和地核波。在这项研究中，只使用地磁数据。在地磁地震方法的框架内，利用一个新的具有维面能量密度的变量Schtm，在对地磁资料进行简单分析的基础上，进行区域性地震活动性的临震预报是可能的。这样的分析Memambetsu，Kakioka，Kanoya（日本，INTERMAGNET）台站和NEIC地震数据，假设预测的地震是具有最大值的变量Schtm允许制定一个反问题（超定代数系统）的前兆信号，如地震震级，深度和距离监测点的函数。因此，在数据采集网络系统存在的情况下，其中包括监测一个以上的可靠的前兆变量，在至少四个点分布在半径达700公里的区域内，将有足够的代数方程计算临震震级，深度和距离，解决超定代数系统。
2016-08-02 physics.geo-ph
Large-scale earthquake sequence simulations on 3D nonplanar faults using the boundary element method accelerated by lattice H-matrices
大规模地震序列模拟的边界元法（BEM）通过将一个稠密矩阵与一个滑移率向量相乘而产生极大的计算成本。层次矩阵（H-矩阵）经常被用来加速这种乘法。然而，H矩阵的结构的复杂性和处理器之间的通信成本限制了它们的可扩展性，因此它们不能有效地用于分布式存储器计算机系统。格H-矩阵最近被提出作为一种工具，以提高H-矩阵的并行可扩展性。在这项研究中，我们开发了一种方法，适用于三维非平面断层格H矩阵的地震序列模拟。我们提出了一个模拟的例子，并验证了网格收敛的三维非平面逆冲断层，使用矩形和三角形单元，我们的方法。我们还对代码进行了性能和可伸缩性分析。我们的模拟使用超过10^5个自由度，证明了超过10^4个MPI处理器的并行加速，以及使用正常H矩阵时超过最佳性能10倍的加速。使用该代码，我们可以用超级计算机对几何复杂的断层进行前所未有的大规模地震序列模拟。HBI软件是开源的，免费提供。
2022-06-20 physics.comp-ph physics.geo-ph
Depth and thickness of tectonic tremor in the northeastern Olympic Peninsula
构造地震被解释为一群低频地震，它们位于板块边界的狭窄断层上。然而，由于在震颤信号中缺乏清晰的脉冲相位，难以以高精度确定震颤源的深度。震颤区域的厚度也没有得到很好的约束。地震可能位于低频地震所表现出的狭窄断层上，也可能分布在上洋壳宽几公里的低剪切波速层上，这一层被认为是高孔隙流体压力区。在华盛顿州奥林匹克半岛的小孔径阵列记录的震颤地震图的水平和垂直分量的互相关峰值的滞后时间被解释为S减P时间。震颤深度估计从这些S减P时间使用震中从以前的研究使用多波束反投影方法。此次地震位于靠近板块边界的区域，厚度不超过2-3公里，非常接近低频地震的深度。与低频地震相比，地震的深度范围更广。然而，由于深度的不确定性，很难断定地震的震源是位于俯冲洋壳的顶部，还是位于板块边界上方的下陆壳，还是位于板块边界的狭窄区域。
2022-12-30 physics.geo-ph
Earthquake dynamics constrained from laboratory experiments: new insights from granular materials
本文将低正应力下颗粒材料剪切实验的摩擦数据直接嵌入三维地震破裂动力学模拟，发现其流变特性无法由现有摩擦模型描述，却能自洽再现亚剪切与超剪切地震破裂。
2024-01-19 physics.geo-ph
Earthquake source parameters and fault kinematics in the Eastern California Shear Zone
根据波形数据的轮廓余震的南北跟踪1992年6月28日兰德斯断裂横跨莫哈韦沙漠，我们构建了一个新的速度模型的莫哈韦地区，具有薄，慢地壳。使用这个模型，我们得到的源参数，包括深度和持续时间，为每个余震的配置文件，此外，任何显着的（M>3.7）约书亚树-兰德斯余震之间，1992年4月和1994年10月的相干TERRAscope数据可用。总之，我们用波形网格搜索算法确定了与约书亚树和兰德斯序列有关的45个显著（M_w > 4）地震的震源参数和应力降。这些地震的应力降似乎随着位置系统地变化，相对于先前的地震活动性，邻近先前的破裂（即，与Landers破裂有关），并与构造省有关。一般来说，在平托山断层以北的地区，位于兰德斯断裂所涉及的断层外的余震的应力降高于位于断层上的余震，新认识到的基卡普（兰德斯）断层上的余震除外。平托山断层以南的应力降适中，那里有地震群的历史，但没有单一的贯通断层。与东部横断山脉的余震相反，并与1992年加利福尼亚州大熊序列有关，兰德斯事件显示应力降和深度之间没有明确的关系。相反，更高的应力降余震似乎与新生断层的活动，或那些经历了相对较小的滑动主震破裂。
1998-06-21 physics.geo-ph
Physics-informed deep learning quantifies propagated uncertainty in seismic structure and hypocenter determination
针对传统震源测定忽略速度结构不确定性的问题，提出基于物理信息深度学习的方法，通过神经网络集成量化不确定性传播，显著降低震源测定偏差，为地球物理反演提供新途径。
2024-07-10 physics.geo-ph
Earthquake detection capacity of the Dense Oceanfloor Network system for Earthquakes and Tsunamis (DONET)
本文利用完整性震级评估DONET在南海海槽的地震检测能力，发现站点故障会使附近完整性震级增大约1级，并展示了利用完整性震级先验计算b值以刻画慢滑移事件期间应力非均匀性的方法。
2024-03-07 physics.data-an physics.geo-ph
On the Statistical Nature and Dynamics of Seismogenesis in the NW Circum-Pacific Belt: A Study Based on Non-Extensive Statistical Physics
我们询问的统计性质和动力学的浅，深地震沿主要板块边缘的西北环太平洋带，通过检查地震是否产生的泊松过程，是独立的（不相关），或复杂的过程，是依赖（相关）。分析基于非扩展统计物理学和日本气象厅2002- 2016年期间的完整和均匀目录。重点是背景地震恢复消除余震随机去聚类。在浅源背景地震活动中，长期相关和长期相互作用多为弱到中等。相反，深地震活动大多是不相关的（准泊松），特别是在贝尼奥夫带。作为时间的函数，浅层背景地震活动表现出持续的弱到中等的相关性，地壳下的背景地震活动一般是准泊松，但可能会动态过渡到中等显着与大地震的时间集群。在2011.19年东北大地震之前观察到了普遍的这种效应。这些结果对比沿太平洋-北美转换板块边界的加利福尼亚州和阿拉斯加州，这是一般相关的观测，表明地球动力学设置是必不可少的自组织和复杂性的发展。此外，观测结果似乎与小世界断层网络的模拟一致，其中表面的自由边界条件允许复杂性发展，而深度的固定边界条件则不允许。
2019-01-28 physics.geo-ph
Spatiotemporal Analysis for Frequency-Magnitude Distribution of Earthquakes Across Mainland China: Comparing Classical and b-positive b-values Across Tectonic Regimes
University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Harvard University（哈佛大学）
本研究通过分析中国大陆50余年地震记录，比较经典b值与b-positive值在主要构造区的时空演化，发现b-positive受检测能力影响更小，且低b值斑块与中强地震破裂区吻合，为b值前兆监测奠定基础。
2026-09-18 physics.geo-ph stat.AP
Numerical Simulation on Faulting: Microscopic evolution, macroscopic interaction and rupture process of earthquakes
回顾了近年来断层作用的数值模拟研究，将其解释为断层面状态的演化和断层构造的演化。主题包括过错构成要件（摩擦）定律、规范粒子的性质、破裂的初始相、动态破裂过程、断层段的相互作用、断层带动力学等，发展了许多数值方法：边界积分方程方法（BIEM）、有限差分方法（FDM）、有限元或谱元方法（FEM，SEM）以及离散单元法（DEM），离散单元法（DEM）或晶格固体模型（LSM）。断层动力学应作为一个复杂的非线性系统来求解，其性质和行为表现出多层次结构。自20世纪90年代以来，由于高性能计算环境的发展，这些研究在数值和物理上都取得了进展。在小尺度上的相互作用被建模，以提供故障的大尺度属性。动态破裂对断层几何形态演化的影响或由于断层构造的存在而引起的动态破裂一直是研究的热点。探讨了在一个地震旋回中断层运动的（准）静态过程和初始过程。力学中还考虑了流体或热的影响。这些努力有助于我们对这些现象的理解，人们越来越期待在不同时空尺度上的统一理解（模拟）。
2010-07-13 physics.geo-ph
A divide-and-conquer strategy for fast elastodynamic simulation of earthquakes and aseismic slip on fault networks
Northwestern University（西北大学）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）
本文提出一种分治策略，通过边界积分公式和H-矩阵加速，实现复杂断层网络上全动态SEAS模拟的高效计算。
2026-02-27 cs.NA math.NA physics.geo-ph
Absorbing boundary conditions in material point method adopting perfectly matched layer theory
本研究将完美匹配层理论集成到隐式物质点法中，通过引入吸收粒子实现吸收边界条件，有效衰减出射波并减少反射，并通过多种基准测试验证了其在大变形和地震滑坡模拟中的有效性。
2025-01-18 physics.geo-ph
Noise induced rupture process: Phase boundary and scaling of waiting time distribution
纤维束在这里被认为是复合材料的模型，其中由于施加的载荷（应力）和外部噪声的综合影响而发生纤维断裂。通过数值模拟和平均场计算，我们表明，存在一个强大的连续（无等待时间）和间歇压裂制度之间的相边界。在间歇状态下，在整个破裂过程中产生不同大小的雪崩，并且在两个连续的雪崩之间有一个等待时间。等待时间的统计数据遵循伽马分布，雪崩分布显示幂律缩放，类似于在断裂实验中观察到的地震事件和突发事件。我们提出了一个预测方案，可以告诉当系统预计达到连续压裂点从间歇阶段。
2013-07-25 cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Strain localization in planar shear of granular media: the role of porosity and boundary conditions
剪切带中的剪切应变局部化与速度弱化不稳定性和地震有关。在这里，我们模拟稳态平面剪切流动的数值粒状材料（凿），限制在平行表面之间。恒定剪切应力和恒定应变率边界条件进行了测试，这两种类型的边界条件被发现产生不同的速度剖面和摩擦定律。惯性数$I$对层的行为具有最大的控制作用，但在常应力边界条件下，观察到摩擦对层的正应力和厚度的额外依赖性。我们发现，剪切带本地化，这是目前在准静态政权（$I<10^{-3}$）在速率控制剪切，应力控制加载下是不存在的。在后一种情况下，当宏观摩擦系数接近准静态摩擦值时，流动停止。在较高惯性数（$I>10^{-3}$）下出现的惯性区域与分布剪切、摩擦和孔隙度相关，所述分布剪切、摩擦和孔隙度随剪切速率增加（速率强化区域）。常应力边界条件下的剪切产生的惯性，分布剪切，但从来没有准静态，局部变形的发现是合理的，基于低波动的剪切力在颗粒接触应力控制加载。通过检查孔隙度内和外的剪切带，我们还提供了一个机械的原因，准静态和惯性剪切之间的过渡与本地化和分布式应变之间的过渡相一致。
2021-11-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.geo-ph
