Effects of Young's modulus on fault displacement - 01/01/03
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Résumé |
Elastic crack models predict a linear relationship between displacement and rupture (trace) length during slip in a fault zone. Attempts to find universal-scaling laws for , however, have generally failed. Here I propose that these attempts have failed because they do not take into account the changes in the mechanical properties, in particular Young's modulus (stiffness), of the fault zone as it evolves. I propose that Young's modulus affects fault displacement both spatially and temporally: spatially when the trace of a fault at a given time dissects host rocks of different stiffnesses, and temporally when the stiffness of the fault zone itself changes. During the evolution of an active fault zone, the effective Young's modulus of its damage zone and fault core normally decreases, and so does the ratio of the fault. By contrast, during inactive periods sealing and healing of the damage zone and core may increase the stiffness, hence the ratio in subsequent slips. This model predicts that not only will the scaling of within a given fault population vary in space and time, but also that of individual faults. To cite this article: A. Gudmundsson, C. R. Geoscience 336 (2004).
Résumé |
Les modèles de cassure élastique prédisent une relation linéaire entre le déplacement et la longueur de la (trace) de rupture au cours du glissement dans une zone de failles. Des tentatives pour trouver des lois universelles d'écaillage pour ont néanmoins généralement échoué. Je propose dans cet article que ces tentatives ont échoué parce qu'elles ne prenaient pas en considération les changements intervenant dans les propriétés mécaniques, en particulier le module d'Young (rigidité) de la zone de faille, lorsque celle-ci évolue. Je propose que le module d'Young affecte le déplacement des failles à la fois dans l'espace et dans le temps : dans l'espace, quand la trace d'une faille à un instant donné dissèque les roches hôtes de rigidités variées ; dans le temps, lorsque la rigidité de la zone de faille change elle-même. Au cours de l'évolution d'une zone de faille active, les modules de Young effectifs de la zone de dégât et du coeur de la faille décroissent normalement, ainsi que le rapport de la faille. Au contraire, au cours des périodes inactives, le scellement et la cicatrisation de la zone de dégât et du coeur peuvent augmenter la rigidité, donc le rapport lors de glissements subséquents. Ce modèle prédit que l'écaillage de au sein d'une population donnée de failles, mais aussi celui de failles individuelles, vont varier dans l'espace et dans le temps. Pour citer cet article : A. Gudmundsson, C. R. Geoscience 336 (2004).
Mots clés : fault displacement ; fault scaling ; Young's modulus ; fault evolution.
Mots clés : déplacement de faille ; écaillage de faille ; module de Young ; évolution de faille.
Plan
Vol 336 - N° 1
P. 85-92 - janvier 2004 Retour au numéroBienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
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