[科普中国]-拜耳莱定律

拜耳莱定律（英语：Byerlee's law），是描述地壳发生地质断层裂纹所产生的切应力和正向应力(normal stress)之间关系的函数。

介绍拜耳莱定律是由美国地球物理学家詹姆斯·拜耳莱用实验数据解决莫尔-库仑断裂标准而求得的实验物理定律。拜耳莱发现，地壳上部，正向应力高达200MPa时，切应力可简化为：

而正向应力超过200MPa时，

此二式的切应力单位都是MPa。地壳并不是均匀的材料，而是含有许多岩石。因而材料常数会因局域而改变。

虽然拜尔莱定律的形式简单，但它对所有情况都几乎是足够好的近似。当上层地壳的压力和温度（大过400度c）超过普通情况时，拜耳莱定律的准确性就会变差。

定义拜耳莱定律（英语：Byerlee's law），是描述地壳发生地质断层裂纹所产生的切应力和正向应力(normal stress)之间关系的函数：1

其中：是切应力；是正向应力；S是材料的凝聚或内强度；P是岩石内的孔隙流动压力，在小范围内，它是一常数，而使岩石性能减弱。

断层断层是指岩石形成节理构造破裂后，两侧岩层发生显著的相对位移。断层大小不等，大的断层可纵贯整个岩石圈，水平则可绵延几千千米。

由于相邻地壳间可能会作垂直或水平相互滑动，因此在断层处经常会发生地震。大型的断层一般都是地球的板块边缘，但在远离活跃的板块边缘处也可以发现许多大大小小的断层，例如欧亚板块就是板内断层十分发达的地区。由于较大的断层通常都不只是一个简单清晰的断面，而是一组断面的集合，因此人们又提出了断层带（或断层破碎带，（英文）fault zone）的术语，在地质学文献中，规模巨大的断层带则通常叫做断裂带。

贝切定律贝切定律（英文；Birch's law)，是美国地球物理学家弗朗西斯·贝切于1961年建立的，指出在平均原子量为Mavg的岩石和矿物中，弹性波传播速度vp与密度成线性关系。其数学式为：2

其中a(x)为某类函数，b为常数。

贝切定律所建立的弹性波速和材料密度的单一关系适用范围较广；不管由于晶体结构、压力、成分或温度所引起的变化，贝切定律都适用。有人用NaCl和KCl多晶做实验，压力高达17吉帕斯卡，NaCl体积压缩达百分之40，KCl体积压缩达百分之60的情况下，实验数据显示仍服从贝切定律。

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学