Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow География arrow Гидрогеология и основы геологии

СЕЙСМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Землетрясения — кратковременные толчки и сотрясения земной поверхности, вызванные перемещением масс земной коры. Виды землетрясений:

1) тектонические. Предполагается, что за счет медленных тектонических перемещений, идущих в недрах земли, происходит накопление напряжений в жестких блоках земной коры, которое время от времени приводит к мгновенным смещениям, сопровождающимся ударом и землетрясением на поверхности;

2) наведенные (искусственно вызванные). Это тектонические землетрясения, вызванные деятельностью человека. Считается, что сейсмическая активность повышается на площадях интенсивной добычи нефти и газа, а вблизи крупных горных водохранилищ общая сейсмическая активность возрастает на 1 балл. Беспокойство вызывают огромные (выше 100 м) горы отходов, строительного и бытового мусора, грунта. Их масса больше массы сооружений. Не хотелось бы, чтобы вызванное ими перераспределение напряжений в земной коре когда-либо привело к усилению сейсмической активности или появлению ее там, где раньше не было;

3) вулканические. Случаются вблизи вулканов, во время их извержений;

4) обвальные. Это сотрясения за счет ударов масс грунта при падении со склонов;

5) искусственные. Происходят при взрывах или при прохождении тяжелого транспорта.

Землетрясения, названные в п. 3—5, не бывают сильными и проявляются на незначительных площадях.

Схема образования землетрясения показана на рис. 2.12.

Рис. 2.12. Схема землетрясения

Гипоцентр — подземный очаг землетрясения — точка, в которой происходят удар и смещение. Эпицентр — проекция гипоцентра на поверхность земли.

Возможная глубина расположения гипоцентра — от 10 до 800 км, но в большинстве случаев она не превышает 50—60 км. Чем глубже очаг землетрясения, тем на большей площади оно проявляет себя. Ежегодно на земле регистрируется аппаратурой несколько сотен тысяч землетрясений, из них около 1 тыс. сопровождается разрушениями, сильных землетрясений с гибелью людей случаются единицы. Известны случаи, когда количество людей, погибших при землетрясении, достигало многих десятков тысяч. Приборы для оценки силы землетрясений называются сейсмографами и сейсмометрами, их принципиальные схемы приведены на рис. 2.13.

Рис. 2.13. Схемы сейсмометра (а) и сейсмографа (б)

Эти приборы имеют пишущий элемент с массивным грузом на пружинном креплении, который остается неподвижным, и пленку, на которой ведется запись. Пленка закрепляется так, чтобы на нее передавались движения при землетрясении. Сейсмографы относятся к приборам типа точной механики, сложны в конструкции и ремонте, нуждаются в регулярной проверке и настройке. Современные ученые работают над созданием сейсмографов, использующих другие принципы работы, не обладающих данными недостатками. При землетрясении измеряется смещение записывающей стрелки и ускорение, которое испытывает поверхность земли. Вычисляется энергия землетрясения, оцениваются визуальные наблюдения и происшедшие разрушения. По совокупности всех параметров оценивается сила землетрясения в баллах.

Землетрясения силой 1—4 балла являются практически незаметными, землетрясения силой 5 баллов заметны, но почти не влекут разрушений, землетрясения силой 6 баллов считаются сильными и разрушительными, а соответствующие им территории называются сейсмичными. Сейсмичность территории всегда принимается во внимание строителями и инженерами-геологами. Строители изменяют и усиливают конструкцию фундаментов и самих сооружений.

Главная задача геологов — оценить возможную максимальную балльность землетрясений. Для этого на территории России и бывшего СССР создана и действует сеть сейсмических станций. Используются также исторические источники, сообщающие о землетрясениях, произошедших в прошлом. В итоге строятся карты сейсмического, детального и микросейсмического районирования, отличающиеся масштабом. Во-первых, карта сейсмического районирования показывает сейсмическую и асейсмическую зоны. Далее с шагом в 1 балл сейсмическая зона подразделяется на пощади с возможной максимальной силой землетрясения в 6, 7, 8, 9 и 10 баллов. В 1978 г. была составлена карта сейсмического районирования территории СССР, однако в последующие 20 лет во многих местах произошли землетрясения, превысившие по силе указанные на той карте. В середине 1990-х гг. карта была составлена заново. В настоящее время ведутся работы над картой, составленной на вероятностной основе, показывающей силу землетрясений многолетней повторяемости.

Карты микросейсмического районирования составляются в крупных масштабах только для территорий населенных пунктов. При этом учитываются локальные обстоятельства, усиливающие или ослабляющие сейсмический толчок. Это в основном грунтовые, гидрогеологические, геокриологические и геоморфологические условия.

Строительные нормы и правила СНиП 11-7—81 [19] принимают в качестве эталонных инженерно-геологические условия на плотной глинистой толще, тогда ожидаемую балльность на скальных породах можно уменьшить, а на рыхлых водонасыщенных грунтах увеличить на единицу. Разные авторы предлагают свои схемы пересчета балльности с большими диапазонами приращения и уменьшения.

Если землетрясение происходит в населенном пункте, то помимо измерений аппаратурой изучаются площади разрушенной и неразрушенной застройки, анализируется характер разрушений, что также служит материалом для составления карты микросейсмического районирования [9]. Рекомендуется с осторожностью относиться к площадям, на которых произошли максимальные разрушения, и в дальнейшем по возможности меньше использовать их для многоэтажного строительства. Приведем пример использования карты микросейсмического районирования (рис. 2.14).

Населенный пункт расположен в зоне сейсмической активности с балльностью Б. Планируется продлить Центральный проспект со строительством домов № 61, 63 по нечетной и домов № 60, 62, 64 по четной сторонам. После проведенных изысканий выяснилось, что строительная площадка дома № 61 имеет благоприятные грунтовые условия и балльность в ее пределах можно уменьшить, т.е. принять равной Б — 1. Площадки домов № 62 и 64 имеют неблагоприятные условия, балльность на них принимается равной Б + 1.

Рис. 2.14. Пример карты микросейсмического районирования:

а — балльность всей территории Б без учета дополнительных условий; б — выполнено микросейсмическое районирование.

Территория разделена на площади с балльностью Б-1;БиБ + 1

Сейсмические толчки могут стать причиной цунами, обвалов, лавин, селей, активизировать оползневой и осыпной процессы. Сильные землетрясения приводят к образованию трещин и изменениям рельефа земли.

Цунами — высокая волна большой разрушительной силы, вызванная землетрясением на дне моря.

Прогноз землетрясений бывает долговременным и кратковременным.

Реально удается только долговременный прогноз — это принципиальное указание на то, что на данной территории ожидается землетрясение. По сути отнесение территории к сейсмической зоне — уже есть прогноз землетрясения. Сейсмологи ведут наблюдения за различными параметрами геологической среды, резкие изменения в которых нередко происходят незадолго перед землетрясением. К таким параметрам относятся рост напряжений и ультразвуковые волны, изменения наклона пластов в скальных породах, перемещения поверхности земли, изменения химического состава подземных вод, особенно резкие изменения концентрации растворенных микрокомпонентов и газов. Неизвестно всегда, долго ли еще будет происходить рост параметра.

Кратковременный прогноз (за несколько часов или суток перед землетрясением) не получается. Известны только случаи (и то не каждый раз) аномального поведения животных непосредственно перед землетрясением. Из нор выскакивают мыши и выползают змеи, рыбки мечутся в аквариумах, кошки выпрыгивают в окна, собаки хватают хозяев за одежду и тянут на улицу.

Самым надежным действием в борьбе с землетрясениями считается сейсмостойкое строительство. Разработаны специальные конструкции сооружений и методы их проектирования, промышленность выпускает высококачественные материалы повышенной прочности. Желательно снижать этажность сооружений, повышать устойчивость объектов водного, транспортного и энергетического хозяйства. В постоянной готовности должны находиться аварийные, спасательные и противопожарные службы, соответствующее обучение должно проходить население.

Контрольные вопросы и задания

1. Опишите горизонтальные и вертикальные тектонические движения.

2. Как происходит столкновение литосферных плит?

3. Изложите процесс раздвигающих и тангенциальных движений литосферных плит.

4. Каково строение платформы?

5. Как связаны тектоника и рельеф поверхности Земли?

6. Покажите связь тектонического строения с практикой строительства и природообустройства.

7. Что такое искусственно вызванные землетрясения?

8. Приведите описание сейсмического районирования.

9. Что такое микросейсмическое районирование?

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
 
Популярные страницы