“地震分析預測若干實用技術研究”項目的“應力應變觀測與地震活動綜合分析”專題研究團隊在專題負責人石耀霖院士帶領下,集智攻關,整合和開發了大規模的地球動力學數值模擬平臺,建立大規模3D有限元數值計算分析模型,給出構造運動過程中地殼應力、應變的演變特征及對強震孕震進程影響的數值模擬結果。
特大地震會造成上千公里大范圍內同震位移和形變,其計算必須考慮地球曲率。專題團隊首次用數值方法計算特大地震在全球范圍造成的位移和應力場,開發全球結構化網格與斷層附近非結構化自適應網格加密相結合的方法,進行大規模數百萬單元的并行計算,對于2011年日本東北Mw9.0大地震、2004年蘇門答臘Me9.3級大地震、2010年智利Mw8.8級大地震等,計算了它們造成的位移場和應力變化,探討它們在遠場造成的應力變化和對后續地震活動性的影響,指出了考慮地球球形和橫向不均勻地殼地幔結構及地形的重要性。
大地震孕育涉及數十年乃至數百上千年時間,在這種時間段內下地殼表現出柔性變形,專題開展了大地震的孕育的粘彈性模擬,發現地震易發地段與地幔結構的聯系;對紫坪鋪水庫蓄水的孔隙彈性和滲透過程的模擬,深化了對水庫地震模擬的方法和關鍵參量影響的認識;開展了區域應力場與地震活動性關系的研究,提出了從應力角度對區域中期地震活動性預測的新思路。