Hız-ve-durum sürtünme yasaları ve Burridge-Knopoff yay blok sistemi kullanılarak depremlerin dinamik modellenmesi

Abstract

Depremlerin fiziksel olusum mekanizmalari henuz tam anlamiyla bilinememekle birlikte, kirilgan kabukta gerceklestigi durumda buyuk olcude surtunme yasalari ile aciklanabilmektedir. Bu durumda depremler, tutma-birakma hareketi sonucu olusan surtunme kararsizliginin (frictional instability) bir sonucudur. Hiz-ve-Durum yasalari (Rate-and-State Friction law, RSF) ile dogadaki deprem olaylarina benzer artci depremler, yavas depremler, sismik ve sismik olmayan hareketler modellenebilmektedir. Bu calismada Dieterich, Ruina ve Perrin tipi RSF yasalari tek serbestlik dereceli Burridge-Knopoff (BK) yay-blok sistemine entegre edilerek irdelenmistir. Modellemenin gercekci olmasi bakimindan fay geometrisi ve fiziksel yapisi San Andreas/Parkfield fayina uygun olarak belirlenmistir. Calismada kullanilan dinamik sistemler dogrusal olmayan sert (stiff) diferansiyel denklemlerden olusmaktadir. Bu nedenle onerilen modellerin dogrusal olmayan karakteri ile cozumu icin numerik oneriler sunulmustur. Modellere kararlilik analizi uygulanmis ve sistemin surtunme kararliligi (sismik olmayan hareket) ve kararsizligi (sismik dongu) sergiledigi kritik bolgeler belirlenmistir. RSF parametre uzayi degistirilerek sadece surtunme kararsizligi sergiledigi durumlar icin sistem simule edilmistir. Yapilan calismalar sonucu RSF yasalarindan kaynakli sistemin olusturacagi dinamiklerin buyuklugunun kararlilik egrisinden sapma ile orantili oldugu bulunmustur. Bu egriden sabit oranda sapma oldugunda ise sistemin ayni dinamikleri sergiledigi gorulmustur. Yapilan literatur taramasinda, bulunan olcutun ilk kez bu calisma kapsaminda elde edildigi belirlenmistir. Bu calisma, ileride depremleri tetikleyen gucsuz sinyallerin arastirilmasina fayda saglayacaktir.