Ground-Motion Characteristics of Cascading Earthquakes in a Multiscale Fracture Network
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Fault zones exhibit geometrical complexity and are often surrounded by multiscale fracture networks within their damage zones, potentially influencing rupture dynamics and near-field ground motions. In this study, we investigate the ground-motion characteristics of cascading ruptures across damage zone fracture networks of moderate-size earthquakes (Mw 5.5–6.0) using high-resolution 3D dynamic rupture simulations. Our models feature a listric normal fault surrounded by more than 800 fractures, emulating a major fault and its associated damage zone. We analyze three cases: a cascading rupture propagating within the fracture network (Mw 5.5), a non-cascading main-fault rupture with off-fault fracture slip (Mw 6.0), and a main-fault rupture without a fracture network (Mw 6.0). Cascading ruptures within the fracture network produce distinct ground-motion signatures with enriched high-frequency content, arising from simultaneous slip of multiple fractures and parts of the main fault, resembling source coda-wave-like signatures. This case shows elevated near-field characteristic frequency (fc) and stress drop, approximately an order of magnitude higher than the estimation directly on the fault of the dynamic rupture simulation. The inferred fc of the modeled vertical ground-motion components reflects the complexity of the radiation pattern and rupture directivity of fracture-network cascading earthquakes. We show that this is consistent with observations of strong azimuthal dependence of corner frequency in the 2009–2016 central Apennines, Italy, earthquake, sequence. Simulated ground motions from fracture-network cascading ruptures also show pronounced azimuthal variations in peak ground acceleration (PGA), peak ground velocity, and pseudospectral acceleration, with average PGA nearly double that of the non-cascading cases. Cascading ruptures radiate high-frequency seismic energy, yield nontypical ground-motion characteristics including coda-wave-like signatures, and may result in a significantly higher seismologically inferred stress drop and PGA. Such outcomes emphasize the critical role of fault-zone complexity in affecting rupture dynamics and seismic radiation and have important implications for physics-based seismic hazard assessment.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».