拜耳萊定律

拜耳萊定律（英語：Byerlee's law），是描述地殼發生地質斷層裂紋所產生的切應力和正向應力(normal stress)之間關係的函式。

基本介紹

• 中文名：拜耳萊定律
• 外文名：Byerlee's law
• 定義：切應力和正向應力之間關係
• 提出者：詹姆斯·拜耳萊

介紹

拜耳萊定律是由美國地球物理學家詹姆斯·拜耳萊用實驗數據解決莫爾-庫侖斷裂標準而求得的實驗物理定律。拜耳萊發現，地殼上部，正向應力高達200MPa時，切應力可簡化為：

而正向應力超過200MPa時，

此二式的切應力單位都是MPa。地殼並不是均勻的材料，而是含有許多岩石。因而材料常數會因局域而改變。

雖然拜爾萊定律的形式簡單，但它對所有情況都幾乎是足夠好的近似。當上層地殼的壓力和溫度（大過400度c）超過普通情況時，拜耳萊定律的準確性就會變差。

定義

拜耳萊定律（英語：Byerlee's law），是描述地殼發生地質斷層裂紋所產生的切應力和正向應力(normal stress)之間關係的函式：

其中：是切應力；是正向應力；S是材料的凝聚或內強度；P是岩石內的孔隙流動壓力，在小範圍內，它是一常數，而使岩石性能減弱。

斷層

斷層是指岩石形成節理構造破裂後，兩側岩層發生顯著的相對位移。斷層大小不等，大的斷層可縱貫整個岩石圈，水平則可綿延幾千千米。

由於相鄰地殼間可能會作垂直或水平相互滑動，因此在斷層處經常會發生地震。大型的斷層一般都是地球的板塊邊緣，但在遠離活躍的板塊邊緣處也可以發現許多大大小小的斷層，例如歐亞板塊就是板內斷層十分發達的地區。由於較大的斷層通常都不只是一個簡單清晰的斷面，而是一組斷面的集合，因此人們又提出了斷層帶（或斷層破碎帶，（英文）fault zone）的術語，在地質學文獻中，規模巨大的斷層帶則通常叫做斷裂帶。

貝切定律

貝切定律（英文；Birch's law)，是美國地球物理學家弗朗西斯·貝切於1961年建立的，指出在平均原子量為M_avg的岩石和礦物中，彈性波傳播速度v_p與密度成線性關係。其數學式為：

其中a(x)為某類函式，b為常數。

貝切定律所建立的彈性波速和材料密度的單一關係適用範圍較廣；不管由於晶體結構、壓力、成分或溫度所引起的變化，貝切定律都適用。有人用NaCl和KCl多晶做實驗，壓力高達17吉帕斯卡，NaCl體積壓縮達百分之40，KCl體積壓縮達百分之60的情況下，實驗數據顯示仍服從貝切定律。