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王錦華

王錦華 Wang, Jeen-Hwa

兼任研究員
研究領域:地震物理學 、非線性力學

研究簡介

(1)104科技部專題研究計畫
(A)計畫名稱:模擬地震成核及破壞過程破裂(一)
(B)計畫摘要:
在地震發生後,斷層面上的切應力會由初始值(τ0)降到動摩擦力(τd),最後再變成τf (τf≥τd)。這種降低過程通常是位移相依或是速率–狀態相依的函數。有幾種力學機制(包含熱壓化作用、閃光斷裂、膠質化、熔融潤滑、水壓潤滑等),用以解釋這種斷層強度的降低。除了閃光斷裂和熔融潤滑,其他作用都與孔隙水壓有關係。熱和孔隙水壓的交互作用,會造成熱壓化現象。因為流體存在斷層帶的孔隙中,在破裂過程中切應力(τ)可表為如下式子:τ=μ(σn-p),在此μ、σn 和 p 各為摩擦係數、正壓力、和孔隙水壓。孔隙水壓因加熱會改變大小。由二維之錯位模型,我將探討熱壓化作用對於地震破裂之影響。未來主要的研究項目為:(1)在熱壓化作用下,一體系統位移之穩定性;(2)位移相依之切應力和輻射係數;(3)斷層之動力破裂過程;(4)自愈脈波之成因;(5)震源之位移波譜之尺度化。

(2)105科技部專題研究計畫
(A)計畫名稱:模擬地震成核及破壞過程破裂(二)
(B)計畫摘要
在地震發生後,斷層面上的切應力會由初始值(τ0)降到動摩擦力(τd),最後再變成τf (τf≥τd)。這種降低過程通常是位移相依或是速率–狀態相依的函數。有幾種力學機制(包含熱壓化作用、閃光斷裂、膠質化、熔融潤滑、水壓潤滑等),用以解釋這種斷層強度的降低。除了閃光斷裂和熔融潤滑,其他作用都與孔隙水壓有關係。熱和孔隙水壓的交互作用,會造成熱壓化現象。因為流體存在斷層帶的孔隙中,在破裂過程中切應力(τ)可表為如下式子:τ=μ(σn-p),在此μ、σn 和 p 各為摩擦係數、正壓力、和孔隙水壓。孔隙水壓因加熱會改變大小。由二維之錯位模型,我將探討熱壓化作用對於地震破裂之影響。未來主要的研究項目為:(1)在熱壓化作用下,一體系統位移之穩定性;(2)位移相依之切應力和輻射係數;(3)斷層之動力破裂過程;(4)自愈脈波之成因;(5)震源之位移波譜之尺度化。

(3)106科技部專題研究計畫
(A)計畫名稱:模擬地震成核及破壞過程破裂(三)
(B)計畫摘要
在地震發生後,斷層面上的切應力會由初始值(τ0)降到動摩擦力(τd),最後再變成τf (τf≥τd)。這種降低過程通常是位移相依或是速率–狀態相依的函數。有幾種力學機制(包含熱壓化作用、閃光斷裂、膠質化、熔融潤滑、水壓潤滑等),用以解釋這種斷層強度的降低。除了閃光斷裂和熔融潤滑,其他作用都與孔隙水壓有關係。熱和孔隙水壓的交互作用,會造成熱壓化現象。因為流體存在斷層帶的孔隙中,在破裂過程中切應力(τ)可表為如下式子:τ=μ(σn-p),在此μ、σn 和 p 各為摩擦係數、正壓力、和孔隙水壓。孔隙水壓因加熱會改變大小。由二維之錯位模型,我將探討熱壓化作用對於地震破裂之影響。未來主要的研究項目為:(1)在熱壓化作用下,一體系統位移之穩定性;(2)位移相依之切應力和輻射係數;(3)斷層之動力破裂過程;(4)自愈脈波之成因;(5)震源之位移波譜之尺度化。

(4)107國家科學委員會專題研究計畫
(A)計畫名稱: 基於熱壓化摩擦、黏性和力作用化學模擬地震成核和前兆
(B)計畫摘要:地震的破裂過程基本上包含三項步驟:成核(或誘發)、破裂傳播和停止。為了了解地震破裂過程那是必須探討控制破裂過程的力學機制。這種過程是十分複雜,很難由一個簡單的模型來完全描述。一個理想模型的要素至少必須包含有彈性—塑性的破壞流變性、破裂後的應力再分佈、摩擦作用、斷層幾何、摩擦之恢復作用、孔隙壓力、熱作用和應力侵蝕作用。為了探討電性和磁性的前兆,必須加入電流,因此必須考慮力作用化學。在本研究我將考慮三種物理模型:第一種為一維動力彈簧—滑體模型;第二種為一體彈簧—滑體模型和第三種為錯位模型。對任一模型而言,摩擦力將有三種形式:速度相依摩擦、速率和狀態相依之摩擦和熱壓化摩擦。本研究將在三年內完成: (1)第一年(107.8.1–108.7.31)-首先探討力作用化學之工作模型,然後將此模型引入具有熱壓化作用和黏性之彈簧—滑體模型或錯位模型中,建構新模型。初步用解析解探討此模型的内在特性。(2)第二年(108.8.1–109.7.31)-基於前述模型,初步用利用解析法和數值法,探討地震成核過程力作用化學的生成。(3) 第三年(109.8.1–110.7.31)-基於前述模型,利用解析法和數值法,探討地震前兆的生成。
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