分析地震波估算地壳内的应力值

本文讨论了利用破裂力学理论说明地震破裂的过程,认为地震本质上是岩石在应力作用下的低应力破裂现象.它是岩石中的裂纹不断稳态扩展、最后进入失稳扩展的结果.分析了在扩展过程中应力和位移的变化,发现任何将要破裂的那一点的应力都要由初始应力τ?升高到屈服应力τy 以后才破裂,破裂后裂纹面上的点的应力降到0.在破裂前和破裂后的位移,都可由弹性力学方程给出.在破裂的一瞬间破裂的端点产生的非弹性位移,则不能由弹性力学方程给出.它可以由断裂力学中的裂纹滑开位移公式近似给出.根据位错模式由于计算弹性波辐射场的位错量 D（ξ,t）,正是破裂瞬间产生的非弹性位移,所以用弹性位移公式来计算地震位错量是错误的.我们采用了裂纹滑开位移公式来计算地震位错量,从而导出了较合理的计算地震释放总能量的公式 ET=τy（?）S(τy 为屈服强度;（?）为平均位错;S 为断层面积)以及估算初始应力值τ0的公式:τ0 =[Dmax/L·4μτy/（1-ν）π ]1/2（L 为断层长度）.用它们计算了一些地震的 Er 和τ0,分别列于表1和表2.这些结果比以往的结果要更合理一些。 结果表明:（1）地震多数是在低应力作用下（即低初始应力）发生的（约100—200巴）;（2）地震释放的总能量约比地震波能量大一个数量级.