[发明专利]基于岩石圈公共数据库的含断裂的三维粘弹性建模方法

权利要求书

1.基于岩石圈公共数据库的含断裂的三维粘弹性建模方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一：进行各层起伏建模；

步骤二：进行几何模型单元的构建；

步骤三：进行断层建模；

步骤四：进行模型力学的参数赋值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤一中，对大型断裂带进行三维建模，大型断裂带包括上地壳、中地壳、下地壳和岩石圈地幔。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤二中，对层面埋深数据进行差值处理，包括以下步骤：

步骤1：对模型顶面进行二维网格划分，得到一系列2D三角形网格；

步骤2：然后提取三角形网格中每一个节点的坐标，在层面深度数据库中获得相应的埋深值，得到该处一系列2D三角形网格；

步骤3：最后将相邻的两组2D三角形网格连接成3D三棱柱单元网格。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤三中，在进行断层建模时，除主断裂带外，将同一条构造带的断层系统处理为一条宽约5km至10km的垂直力学薄弱带。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，在步骤三中，详尽的刻画出断裂系统内各次级及分支断裂，并赋予各段断层不同的深度；在构建起三维模型的几何形态之后，进一步进行网格划分，得若干单元构成的岩石圈三维模型。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤四中，所述模型为岩石圈模型，它自上至下包括依次为水层、冰层、上中下沉积层和上中下结晶地壳，获取每层的厚度、密度和Vp、Vs波速结构。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，由岩石圈波速结构反演以获取弹性参数数据和粘滞系数结构，具体采用以下步骤：

步骤1：由岩石圈速度结构模型建立大型断裂带及其邻区的岩石圈分层、密度、P-波波速、S-波波速数据库；

步骤2：获得研究区三维弹性参数数据库；

步骤3：将计算得到的各层杨氏模量、泊松比和粘滞系数赋予3D模型网格划分后的各单元中，从而得到模型力学参数。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述模型中大型断裂带设为构造软弱带，其材料属性设定为周围材料的0.1-0.4倍。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤2中，采用以下公式获得三维弹性参数数据库；

E＝μ(3λ+2μ)/λ+μ (3)

ν＝λ/2(λ+μ) (4)

其中，V_p、V_s、ρ分别是P波、S波波速和密度；μ和λ为拉梅常数，其中μ又称为剪切模量或刚性模量；E和v为杨氏模量和泊松比；

同时岩石的有效粘性系数通过η_eff遵循幂次规律并通过计算得到：

其中，A、n、E^*为区域实验测得的常数，R为普适气体常数；T为温度，为应变速率，

进一步，将计算得到的各层杨氏模量、泊松比和粘滞系数赋予3D模型网格划分后的各单元中，从而得到模型的流变学参数结构。