超剪切破裂能够产生更高频辐射的能量,并且由于破裂以超过剪切波的速度传播,可以形成剪切波的马赫锥效应,对建筑物造成巨大的破坏性。研究超剪切的产生机制成为了震源动力学的的一个热点问题,对解释实际观测资料及防震减灾都有着重要意义。自由表面的存在能够显著增加破裂的复杂性,尤其对超剪切破裂的产生具有显著作用。本文对比了全空间与半空间中破裂的区别,并着重对比了二者中超剪切破裂的产生情况。通过大量数值模拟得到了全空间与半空间中的破裂相图。在自由表面的影响下,半空间的破裂相图明显区别于全空间的破裂相图。在全空间中有三种破裂状态：亚剪切破裂、超剪切破裂和自发停止破裂。在半空间中无论走滑还是倾滑情况都只有两种破裂状态。在半空间走滑断层中,只有自发停止破裂和超剪切破裂,破裂只要不能自发停止就会发展成超剪切破裂。而在半空间倾滑断层中,只有自发停止破裂和亚剪切破裂,破裂即使不能自发停止,最终也只是以亚剪切形式一直向外传播。虽然自由表面对超剪切的产生具有显著的促进作用,但是这样的影响却是非常局域的,对于有一定埋深的断层,这样的影响几乎可以忽略。我们认为自由表面产生超剪切的原因主要是因为SV-P转换波引起的应力加载造成的。我们的结果很好的解释了目前发现的超剪切地震均是接触地表的走滑型断层的现象。另外我们看到自发停止破裂可能就是小地震,尤其是破裂面积不大的地震的发震机制。在得到两种产生超剪切的机制后,我们模拟对比了这两种超剪切破裂对应的强地面运动,并与亚剪切破裂进行了对比。我们看到超剪切破裂相对于亚剪切,其强地面运动具有明显的特征。在超剪切破裂中,由于形成马赫锥现象,使得能量可以传播到更远距离,峰值速度和峰值加速度可以在较远距离维持较大值。而在具体地震图上,超剪切对应的地震图具有两个S波。一个来自超剪切破裂前锋,另一个来自震中。在自由表面引起的超剪切中,这种现象表现为明显的双峰现象。对比研究了2002年的Denali地震。我们认为Denali地震属于自由表面引起了超剪切的产生,并且超剪切破裂在台站PS10之前已经传播了20km左右。