.四川汶川發生Ms8.0級地震的能量相當于6.3x10^16焦耳的爆炸當量,破壞程度200公里范圍,破壞最嚴重的區域為50公里范圍,造成直接經濟損失約2000億元。
四川汶川5.12地震龍門山構造帶上,該構造帶發育著北北東向冷超深斷裂帶群,斷裂帶產狀傾角為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地震發生前期就有1976年8月23日發生M7.3級地震,1933年8月28日發生M7.5級地震,1917年9月4日發生M7.0級地震,等后面沒有記錄可能還有,這說明龍門山構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!
我們現在拿送電施工中埋設地錨的公式來說明四川汶川5.12為什么會發生這樣大的地震的:
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域內說明冷超深斷裂帶淺層發育深層不發育的特點。
5.地震波具有相互振蕩相互疊加的特點。
上述特點是地震發生時所附帶的屬性,也是符合物理波的傳播規律的。
假設,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(產狀傾斜角度)。
將上述值代入地錨抗拔力公式后得出如下結果:
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),這是因為巖石破裂時間1秒過長造成的,但實際上巖石實驗性巖裂時小于1秒或達到微秒(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,發生Ms8.0級地震時間>0.246秒。
當震源深度為20千米時,上述條件不變,則發生Ms8.0級地震時間>0.148秒。
當震源深度為14千米時,上述條件不變,則發生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域巖性、巖體、巖石受圍巖應力大小、震源深度及巖石破爆的時間有直接關系。震源淺、巖爆時間短,則地震釋放能量越大,破壞性也越大。而以巖石儲存應力能量時間有間接的關系!