.四川汶川發(fā)生Ms8.0級地震的能量相當(dāng)于6.3x10^16焦耳的爆炸當(dāng)量,破壞程度200公里范圍,破壞最嚴(yán)重的區(qū)域?yàn)?0公里范圍,造成直接經(jīng)濟(jì)損失約2000億元。
四川汶川5.12地震龍門山構(gòu)造帶上,該構(gòu)造帶發(fā)育著北北東向冷超深斷裂帶群,斷裂帶產(chǎn)狀傾角為55度~65度,斷裂帶周邊巖石以砂巖、碳酸巖為主、局部為花崗巖。
四川汶川5.12地震發(fā)生前期就有1976年8月23日發(fā)生M7.3級地震,1933年8月28日發(fā)生M7.5級地震,1917年9月4日發(fā)生M7.0級地震,等后面沒有記錄可能還有,這說明龍門山構(gòu)造斷裂帶一直處于漸歇性活動的階段,能量儲存是有漸歇性的!
我們現(xiàn)在拿送電施工中埋設(shè)地錨的公式來說明四川汶川5.12為什么會發(fā)生這樣大的地震的:
1. 首先我們排除了地震能量的儲存長是長期積累的過程。
2.地震能量的釋放因圍巖外應(yīng)力自約。
3.地震波傳播方向受冷超深斷裂帶的阻止、損失及反彈。
4.主震與余震在一定走向的區(qū)域內(nèi)說明冷超深斷裂帶淺層發(fā)育深層不發(fā)育的特點(diǎn)。
5.地震波具有相互振蕩相互疊加的特點(diǎn)。
上述特點(diǎn)是地震發(fā)生時所附帶的屬性,也是符合物理波的傳播規(guī)律的。
假設(shè),d為1米,l為120公里(長度),ro取1900值,k為1,h深度取分別為33千米,20千米,14千米 (當(dāng)時5.12M8.0級地震后查閱出的三種震源深度),φ1取30度。a取65度(產(chǎn)狀傾斜角度)。
將上述值代入地錨抗拔力公式后得出如下結(jié)果:
P33 ≤1.519X10^13(KN)
P20≤5.579X10^12(KN)
P14≤2.734X10^12(KN)
我們可以看到在一定方向上受力巖石隨著深度的變化,抗拔力也發(fā)生變化!要想將120公里長,深33千米塊體向p方向移動0.5米時就要大于1.5187X10^13(KN)=1.5187X10^16(N)的力才破動!
假設(shè)巖石破裂時間(巖石整體破裂)為1秒,Ⅴ(移動速度)0.5米/秒,那么震源深度為33千米的地震能量為:
E=mC^2
E=1.5187X10^16X(0.5)^2
E=3.76X10^15(焦耳)
比Ms8.0級地震的能量少5.9X10^16(焦耳),這是因?yàn)閹r石破裂時間1秒過長造成的,但實(shí)際上巖石實(shí)驗(yàn)性巖裂時小于1秒或達(dá)到微秒(μs)。
如果按Ms8.0級地震能量(6.3X10^16焦耳)反算巖石破裂的時間,則:
6.3X10^16=1.5178X10^16X(0.5)^2/t^2
t(33)=0.246秒(巖石破裂后的時間)
t(20)=0.148秒
t(14)=0.0829秒
這樣可以用表格方式如下:
33Km >1.528X10^16(kN) Ms6.3X10^16(耳)0.246s
20km >5.579X10^15(KN) Ms6.3X10^16(耳)0.148s
14km >1.734X10^15(KN) Ms6.3X10^16(耳)0.083s
當(dāng)震源深度為33千米時,斷裂帶破壞長度120km,逆沖斷層抬升0.5米時,發(fā)生Ms8.0級地震時間>0.246秒。
當(dāng)震源深度為20千米時,上述條件不變,則發(fā)生Ms8.0級地震時間>0.148秒。
當(dāng)震源深度為14千米時,上述條件不變,則發(fā)生Ms8.0級地震時間>0.083秒。
從上述表里可以看出:地震能量釋放的大小跟該區(qū)域巖性、巖體、巖石受圍巖應(yīng)力大小、震源深度及巖石破爆的時間有直接關(guān)系。震源淺、巖爆時間短,則地震釋放能量越大,破壞性也越大。而以巖石儲存應(yīng)力能量時間有間接的關(guān)系!