قانون بيرلي

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

قانون بيرلي (Byerlee's law) هو قانونٌ فيزيائيٌّ تم اشتقاقه على أساس تجربةٍ علمية، والذي يهيئ حالات الإجهاد في طبقة القشرة الأرضية التي يحدث عندها الانكسار مع حدوث الفالق أو الصدع، وقد تم تحديد هذه العلاقة على يد الجيوفيزيائي الأمريكيّ جيمس بيرلي، وذلك باستخدام بياناتٍ تجريبية لحل مقياس رسوب مور وكولومب [1]

ويعد مقياس مور وكولومب (Mohr-Coulombs criterion) دالةً خطية لإجهاد القص على الإجهاد الناظمي أو المتعامد عند نقطة الانكسار داخل المادة:

\tau = S _0 + \mu (\sigma _n - P _f)

حيث تُعَبِّرُ \tau عن إجهاد القص و\sigma _n عن الإجهاد المتعامد، وتمثل S _0 التماسك أو المقاومة الداخلية للمادة، بينما ترمز القيمة P _f إلى ضغط الماء المسامي داخل الصخور، والذي يعد ثابتًا على نطاقٍ محدود بالإضافة إلى إضعافه لصلابة الصخر، وقد وجد (بيرلي) أنَّه في القشرة العلوية يمكن تبسيط المقياس إلى:

 \tau = 0.85 \sigma _n

للإجهاد المتعامد الذي يصل إلى 200 ميجا باسكال،

 \tau = 50 + 0.6\sigma _n

للإجهاد المتعامد الذي يتخطى 200 ميجا باسكال، وفي كلٍ من المعادلتين يتم قياس إجهاد القص بوحدة ميجا باسكال.

إلا أنَّ القشرة الأرضية بعيدةٌ كل البعد عن كونها مادةٍ متجانسة؛ حيث تتكون من أنواعٍ عدة من الصخور، وبالتالي يمكن أنْ يختلف مكان الثوابت المادية، وعلى الرغم من أنَّ قانون بيرلي يُعد مبسطًا، إلا أنَّه أيضًا قيمةٌ تقريبية جيدة بصورةٍ كافية لجميع المواقف تقريبًا، ويصبح القانون أقل دقةً عند ارتفاع الإجهادات ودرجات الحرارة عن المعدلات الطبيعية في القشرة العلوية (مثلاً عند درجات الحرارة التي تتعدى 400 درجة مئوية)

انظر أيضًا[عدل]

المراجع[عدل]

  1. ^ Byerlee، J.D. (1978). "Friction of rocks". Pure and Applied Geophysics 116 (4–5): 615–626. Bibcode:1978PApGe.116..615B. doi:10.1007/BF00876528.