ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЛИТОСФЕРЫ В ПРЯМОУГОЛЬНОЙ И ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ МОДЕЛЯХ ВДОЛЬ ПРОФИЛЯ КРАТОН
Р.А. Бакеев, Ю.П. Стефанов, Е.А. Мельник, В.Д. Суворов, А.А. Татаурова
1Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: упругопластическая деформация, численное моделирование, напряженно-деформированное состояние, сейсмический профиль Кратон, плоская модель, цилиндрическая модель, сферическая модель, горизонтальные напряжения, тангенциальные напряжения
Аннотация
В рамках упругопластической модели поведения среды рассмотрена задача о влиянии неоднородного распределения свойств и геометрии на напряженно-деформированное состояние блочной модели толщиной 500 км под действием силы тяжести. Расчеты осуществлялись в 2D постановке плоского напряженного состояния для профиля прямоугольной и цилиндрической формы, учитывающего кривизну поверхности Земли. Показано, что аномалии напряженно-деформированного состояния и зоны развития необратимой деформации определяются в первую очередь неоднородностью строения, наличием плотностных и реологических аномалий. Геометрия моделей, учет кривизны литосферы существенно влияет в первую очередь на напряженное состояние в коре, где наибольшая сдвиговая прочность определяет развитие необратимой деформации в зависимости от неоднородности среды.
В работе для оценки влияния геометрического фактора на напряженно-деформированное состояние литосферы проведено численное моделирование. Начальная геометрия среды построена на основе сейсмической модели по профилю Кратон, протяженностью 3600 км и глубиной 500 км в прямоугольных и цилиндрических координатах. Проведено сравнение полученных решений.
Рассмотрено изменение напряженно-деформированного состояния при подъеме и погружении блока среды при цилиндрической постановке задачи. Показано, что вертикальные смещения при такой постановке оказывают заметное влияние на горизонтальные напряжения и могут привести к развитию необратимой деформации.
Установлено, что при последовательном послойном наращивании коры отклонение тангенциальных напряжений от горизонтальных у дневной поверхности пренебрежимо мало в случае цилиндрической постановки задачи. Максимальное отклонение при этом достигается в средней части деформированного слоя.
DOI: 10.15372/GiG2025149 |