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自位错理论提出,从均匀半无限空间地球模型、分层半无限空间模型到分层球对称地球模型,已取得了长足的发展,然而解析解只能考虑较为简单的层状构造,无法真正考虑地形和莫霍面的起伏,以及横向不均匀结构和物性。2004年苏门答腊Mw9.3地震是现代大地测量技术第一次观测到的俯冲带大地震,提供了空前的数据资料。不同作者使用不同的观测数据反演出不同的断层滑动模型。这些断层滑动分布模型各不相同,而对这些模型好坏的鉴别没有比较好的方法。该地震发生在印度-澳大利亚板块向欧亚板块俯冲的边界上,岩石物性在横向上变化非常大,对同震位移的计算会造成相当大的影响,分层介质模型会带来一定的误差。地震发生后,发生了大量的余震,主震对余震的触发关系也并不明确。 本文使用等效体力有限元方法,首先在考虑地球球形和分层的条件下,计算四个不同作者给出的断层滑动模型(Ammon et al.,2005; Chlieh et al.,2007; Hoechner et al.,2008; Rhie etal.,2007)引起的全球同震位移,将计算结果与GPS数据进行对比。从GPS对比效果,全球同震位移变化,垂直位移等可以得知,使用有限断层计算的结果在近场与GPS数据符合较好,在远场与GPS数据符合程度Chlieh et al.(2007)的模型最好,Rhie et al.(2007)的模型最差。并且由近场与远场的计算值与GPS误差均方根统计结果来看,也是Chlieh et al.(2007)的模型最小。由此,Chlieh et al.(2007)的模型是这几个断层滑动模型中最为合理的模型。仅对比近场的计算值与GPS数据,不能分辨出断层滑动模型的优劣,计算全球的同震位移可以对反演得到的断层滑动模型进行有效评估。 由于2004年苏门答腊地震发生在印度-澳大利亚板块与欧亚板块的边界,处于洋陆转换区,岩石物性在横向上变化十分剧烈,有必要考虑三维横向不均匀性地球的影响。分别考虑三维地壳模型CRUST1.0模型和GyPSuM模型来探讨三维地球模型对同震位移的影响。三维地壳模型对水平位移和垂直位移的最大影响分别为23%和40%;三维地幔模型对水平位移和垂直位移的最大影响分别为0.25%和2.9%。 在同震破裂面附近,使用三维不均匀性地球模型与使用分层球对称模型得到的应力结果有明显差别,因此对于同震破裂面附近有必要使用三维不均匀性地球模型。考虑与不考虑介质横向不均匀性导致南北方向同震正应力的最大差异达147%,东西方向同震正应力的最大差异为243%,水平剪切应的最大差异为110%,且在断层破裂面范围内同震应力变化各分量的差异超过1MPa。使用球对称地球模型,有67.6%的余震发生在库仑应力增加区域;而使用横向不均匀地球模型一比率可高达72.3%,这说明了余震与断层库仑应力增加区域有很好的对应关系。在西安达曼断层北段发生大量余震,其附近主要断层的库仑应力为较大的正值,二者有很好的对应关系,余震明显受到其附近主要断层的控制作用。