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  地震地磁观测与研究  2021, Vol. 42 Issue (2): 155-155  DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2021.02.040
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引用本文  

闫东晗, 顾国辉, 关升. 天池火山口喷发破坏分布特征模拟[J]. 地震地磁观测与研究, 2021, 42(2): 155-155. DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2021.02.040.
YAN Donghan, GU Guohui, GUAN Sheng. Simulation on the distribution characteristics of eruption damage of Tianchi crater[J]. Seismological and Geomagnetic Observation and Research, 2021, 42(2): 155-155. DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2021.02.040.

基金项目

吉林省地震发展补助资金项目(项目编号:2240610)

作者简介

闫东晗, 男, 中国地震局火山研究所工程师, 主要从事地震地质及火山地质研究。E-mail: yandonghan@yeah.net
天池火山口喷发破坏分布特征模拟
闫东晗 1,2, 顾国辉 1,2, 关升 1,2     
1. 中国长春 130117 中国地震局火山研究所;
2. 中国长春 130117 吉林省地震局
关键词天池火山    破火山口    数值模拟    LS-DYNA    
Simulation on the distribution characteristics of eruption damage of Tianchi crater
YAN Donghan 1,2, GU Guohui 1,2, GUAN Sheng 1,2     
1. Institute of Volcanology, China Earthquake Administration, Changchun 130117, China;
2. Jilin Earthquake Agency, Changchun 130117, China
Key words: Tianchi volcano    the caldera    numerical simulation    LS-DYNA    

长白山火山位于中朝边界,由数以百计的火山锥和广袤的熔岩台地组成,是一个庞大的火山群,总面积达12 000 km2;长白山火山是由天池、望天鹅、胞胎山3个喷发中心和玄武岩造盾、粗面岩筑堆、碱流岩封顶形成的巨型层状火山。天池火山经过造盾、造锥、爆炸性喷发3个阶段形成如今的独特地貌。其在爆炸性喷发阶段发生了天文峰期喷发(50.6 ka)、气象站期喷发(11.0±0.5 ka)以及千年大喷发(946±3 AD)3次大喷发,目前适逢地质构造活动期和千年大喷发、百年小喷发周期的节点,具有潜在的再次喷发危险。

文中基于LS-DYNA通用有限元软件,采用HJC(Holmquist-Johnson-Cook)材料模型(HJC模型一般应用于描述大应变、高变率下的非线性变形及断裂特性),将岩浆喷射时的瞬间压力等效为炸药爆破时的瞬间压力,对比分析天池火山在不同程度的爆炸式喷发下,不同岩性岩石的破坏在空间上的分布规律,模拟天池火山口的破坏情况,并结合火山实际地质概况进行初步分析,结果表明:①在同等岩浆喷射强度下,霓辉石英碱长粗面岩和钠闪碱流层部分相较其他岩性更易发生破坏;②随着岩浆爆破强度的提高,对长白山火山口北坡的破坏相较其他方位更加剧烈,北坡更易发生火山次生灾害,如泥石流、滑坡、崩塌等;③破火山口在岩浆喷射初期,更易向火山口外围崩落,在中后期更易向内塌陷。