固体地球中的破裂(一)

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英文篇名：Fracturing in the Solid Earth 中文刊名：世界地震译丛 英文刊名：Translated World Seismology 作者：H.Nagahama ; 蒋海昆 ; 王忠民 ; 季同仁 英文作者：H.Nagahama 出版日期：1995-04-15 机构：山东省地震局,山东省地震局,山东省地震局, 年：1995 期：02 出版单位：世界地震译丛

摘要

在固体地球中,破裂是一种普遍存在的自然现象,例如风化、爆炸、碰撞、断层作用、地震等等。许多关于破裂的经验性研究已论证了破裂具有形如N(r)～r~(-D)的幂律关系,这提供了破裂是一个关于尺度分布的标度不变过程的证据。此处N(r)是尺度大于r的碎块的总数。因此,破裂能够从分形的观点加以描述。这一描述定量地得到了Gaudin-Schuhmann关系和Charles关系,并且足以包含尺度衰减的三种理论:Rittinger理论、Kick理论和Bond理论。分维数(D)提供了研究对象“大”与“小”之间相对重要性的一种量度,当考虑抗张强度的“尺度效应”时,它与破裂的能量密度和材料均匀性的维布尔系数(w)有关。破裂面也是分形的一种典型类型,视每一碎块特定的表面面积S为平均碎块尺寸(?)的函数,那么表面分维数D＇由S～(?)~(D＇-3)定义。破裂的D＇值随破裂能量的增加而增加,这表明表面分维数D＇可作为破裂强度的一种量度。但根据破裂迹线的自仿射性分析,破裂迹线实际上似乎是自仿射而非自相似的。同样地,诸如断层、拉分盆地、滑坡、火山口形态以及溪流等各种破裂生长图象,在很宽的尺度标度范围内是不必等比例(自相似)的,因此标度律应写作C_Y=C_X~β,这里C_Y和C_X是不同尺度标度的破裂之间在Y和X方向上的标度比。并且这一关系能够推广到破裂的个体与系统之间以及延性剪切带的位移与厚度之间。

引文