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Investigadores/as Institucionales

Andres, SAutor (correspondencia)Santillan, DAutor o CoautorMosquera, JcAutor o CoautorCueto-Felgueroso, LAutor o Coautor

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11 de septiembre de 2025
Publicaciones
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Artículo
No

Rupture directivity and poroelastic coupling in earthquakes induced by fluid injection

Publicado en: ENGINEERING FRACTURE MECHANICS. 322 111123- - 2025-06-12 322(), DOI: 10.1016/j.engfracmech.2025.111123

Autores:

Andrés, S; Santillán, D; Mosquera, JC; Cueto-Felgueroso, L
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Afiliaciones

Univ Politecn Madrid, Dept Civil Engn Hydraul Energy & Environm, Madrid 28040 - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, Dept Continuum Mech & Struct, Madrid 28040 - Autor o Coautor

Resumen

Earthquakes induced by the human-made injection or extraction of fluids have recently become a major concern in energy technologies. When frictional and hydromechanical conditions lead to fault reactivation, unstable slip can occur and rupture propagates across the fault with a pattern analogous to two crack tips, spreading away from the hypocenter. During the earthquake the rupture tips can propagate symmetrically or along a preferred direction. These propagation patterns are related with the effects of the earthquake, and are essential due to the predominance of almost-unilateral ruptures in large earthquakes catalogs. We study how poroelastic coupling controls the directivity of the rupture in earthquakes induced by pore pressure changes. The directivity patterns observed in earthquakes ruptures may be explained by a contrast in material properties across the fault as previous studies have shown. Here we show that rupture asymmetries may be also promoted by the pressure and stress changes induced by fluid injection prior to rupture, together with the undrained pressure response during coseismic slip. We employ fully coupled hydromechanical simulations of poroelastic media with rate-and-state faults, and analytical solutions to perform a dimensionless analysis. We observe that, depending on the flow conditions and the initial fault stress state, directivity patterns range from almost-symmetric to almost-unilateral. We explain the rupture directivity pattern in terms of the conditions of fault confinement and pore pressure diffusion, and identify two mechanisms that control the symmetry of the earthquake rupture. Firstly, the pore pressure distribution prior to earthquake, which depends on the distance between the injection well and the fault, controls the heterogeneity of fault strength along the fault. Secondly, the undrained effect due to coseismic fault slip, which is directly related to the initial confinement, causes an increase or decrease of pore pressure on either side of the fault. Our results contribute to understand the impact of poroelasticity on rupture directivity in injection-induced earthquakes and offer a feasible explanation of almost-unilateral rupture patterns.
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Palabras clave

ConditionCrack tipsDirectivity patternEarthquake effectsEarthquake ruptureFault slipFault slipsFluid injectionsInduced seismicityInjection (oil wells)Phase field modelPhysical analysisPore pressurePoro-elasticityPoroelasticPoroelasticityPressure changeRate-dependent frictionRupture directivityStabilityStateStick-slipStimulationStressUndrainedUndrained response

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista ENGINEERING FRACTURE MECHANICS debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2025, se encontraba en la posición 20/171, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Mechanics.

Independientemente del impacto esperado determinado por el canal de difusión, es importante destacar el impacto real observado de la propia aportación.

Según las diferentes agencias de indexación, el número de citas acumuladas por esta publicación hasta la fecha 2026-04-26:

  • WoS: 3
  • Scopus: 5
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Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-26:

  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 4 (PlumX).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: https://oa.upm.es/88947/

Como resultado de la publicación del trabajo en el repositorio institucional, se han obtenido datos estadísticos de uso que reflejan su impacto. En términos de difusión, podemos afirmar que, hasta la fecha

  • Visualizaciones: 152
  • Descargas: 126
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Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (ANDRES MARTINEZ, SANDRO) y Último Autor (CUETO-FELGUEROSO LANDEIRA, LUIS).

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido ANDRES MARTINEZ, SANDRO.

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