 |
Статистика крупнейших землетрясений в ХХ веке
|
|
|
|
МЕТОДИЧЕСКИЕ
УКАЗАНИЯ
к практическим занятиям по дисциплине:
«Инженерное обеспечение строительства: геология»
Для студентов по направлению подготовки
Строительство»
Очной и заочной форм обучения
Ставрополь
Методические указания к практическим занятиям составлены в соответствии с программой по дисциплине «Инженерное обеспечение строительства: геология» для бакалавров по направлению подготовки 270800.62 «Строительство» всех форм обучения.
Методические указания могут быть использованы при самостоятельной работе студентов.
Составители: Кузнецов Р.С.
Баранда Э.Г.
Содержание
Практическое занятие № 1…………………………………………………4
Практическое занятие № 2…………………………………………………17
Практическое занятие № 3…………………………………………………29
Практическое занятие № 4…………………………………………………32
Практическое занятие № 5……………………………………………….…45
Практическое занятие № 6……………………………………………….…53
Список литературы………………………………………………….………57
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1
ОПАСНЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ: ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
1. Теоретическая часть
Землетрясения - это подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие, в основном, в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре или верхней мантии и передающиеся на большие расстояния.
Колебания земной поверхности при землетрясениях носят волновой характер. Колебания грунта возбуждают колебания зданий и сооружений, вызывая в них инерционные силы. При недостаточной прочности (сейсмостойкости) происходит их разрушение, выводятся из строя коммунально-энергетические сети, возможны человеческие жертвы.. Сейсмическая опасность при землетрясениях определяется не только колебаниями грунта, но и возможными вторичными факторами, к которым следует отнести лавины, оползни, обвалы, опускание (просадку) и перекосы земной поверхности, разрушение грунта, наводнения при разрушении и прорыве плотин и защитных дамб, а также пожары. Если землетрясение происходит под водой, возникают огромные волны-цунами, вызывающие разрушения на суше.
|
|
|
Земля состоит из нескольких оболочек-геосфер. Мантия и земная кора образуют литосферу. Температура в мантии считается равной 2000 - 25000С, а давление - до 130 ГН/м2. В мантии происходят процессы, вызывающие землетрясения.
 |
Наиболее частой причиной землетрясений является появление чрезмерных внутренних напряжений и разрушение пород. Потенциальная энергия, накопленная при упругих деформациях породы, при разрушении (разломе) переходит в кинетическую энергию сейсмической волны в грунте (см. рисунок). Землетрясение такого плана называется тектоническим. Наряду с тектоническими процессами, землетрясения могут возникнуть и по другим причинам. Одной из таких причин являются вулканы. Извержение лавы из кратера сопровождается выделением энергии и порождает вулканические землетрясения. По сравнению с тектоническими явлениями сейсмические толчки, вызванные вулканической деятельностью, представляют собой менее опасное природное явление, так как большая часть энергии разряжается в атмосферу.
Другую категорию образуют обвальные землетрясения, которые происходят в результате обрушения кровель шахт или подземных пустот и вызывают волны в грунте. Эти землетрясения относятся к категории слабых.
Очаг землетрясения - объём в толще Земли, где высвобождается максимальная энергия.
Серия подземных толчков, как правило, включает: форшоки, главный толчок и афтершоки. Наиболее опасны землетрясения, при которых форшоков не происходит, и первый же толчок является максимальным по энергии - главным толчком.
|
|
|
Центр очага - гипоцентр, а проекция гипоцентра на поверхность Земли называют эпицентром. В зависимости от глубины (Н) гипоцентра, землетрясения подразделяются на нормальные (при глубине до 70 км), промежуточные (от 70 до 300 км) и глубокофокусные (более 300 км).
Расстояние от гипоцентра до некоторой точки земной поверхности - гипоцентральным расстоянием:
где R - эпицентральное расстояние (км).
Сдвиг поверхности грунта в радиусе R < Н считают эпицентральным. В этой зоне преобладают колебания грунта вертикального направления. По мере удаления от эпицентра усиливаются горизонтальные колебания, которые представляют наибольшую опасность для зданий.
Землетрясения по своим разрушительным последствиям и количеству человеческих жертв занимают одно из первых мест среди природных катастроф.
Статистика крупнейших землетрясений в ХХ веке
| Страна и год | Число погибших | Энергия по шкале Рихтера |
| Китай, 1976 | 242 000 до 600 000 | 8,2 |
| Китай, 1927 | 200 000 | 8,3 |
| СССР (Ашхабад), 1948 | 110 000 | 7,3 |
| Китай, 1920 | 110 000 | 8,6 |
| Япония, 1923 | 100 000 | 8,3 |
| Италия, 1908 | 83 000 | 7,5 |
| Китай, 1923 | 70 000 | 7,6 |
| Перу, 1970 | 66 800 | 7,7 |
| Иран, 1990 | 50 000 | 7,5 |
| Турция, 1930 | 30 000 | 7,9 |
| Индия, 1935 | 30 000 | 7,5 |
| СССР (Армения), 1988 | 25 000 | 7,9 |
Ежегодно при землетрясениях погибает около 10 тыс. человек.
1997 год – погибло 2907 чел.
1998 год – погибло 8928 чел.
1999 год – погибло более 22 тыс. чел. Произошло 20 значительных землетрясений (выше 7 баллов по шкале Рихтера).
В августе 1999 г. в Турции погибло 17 тыс. чел. Сила землетрясения составляла 7,4 балла по шкале Рихтера. 12 ноября там же еще одно (7,1 балла по Рихтеру).
1999 г. – землетрясение на Тайване (7,6 балла) унесло только 2,4 тыс. жизней, т.к. сейсмоустойчивость зданий была выше, чем в Турции.
Самыми ужасными по числу погибших были землетрясения в 1201 г. в Египте, когда погибли 1 млн. 100 тыс. чел., и в 1556 г. в Китае - 830 тыс. чел. погибло.
На Земле в среднем в год происходит:
- одно сильное (8 баллов и выше) землетрясение;
- 18 значительных (7-7,9 баллов);
- несколько миллионов (около 50 раз в день) незначительных, большинство из которых фиксируются только сейсмочувствительными приборами.
|
|
|
В 1943 году было зафиксировано рекордное количество крупных (более 7 баллов) землетрясений – 41.
Силу (энергию) землетрясения (Е),как правило, измеряют в магнитудах (от лат. magnitudo - величина) (М), по шкале Рихтера (1935 г.). Шкала Рихтера это, по существу, измеренная по сейсмограмме максимальная амплитуда смещения почвы в микрометрах (1мкм = 0,001мм).
Магнитуда Рихтера есть приведенный к стандартному расстоянию десятичный логарифм этой амплитуды.
 |
Энергия землетрясения Е связана с магнитудой М соотношением:
При землетрясении, для которого М = 5, энергия Е» 1012 Дж. По сейсмической шкале Рихтера самому сильному землетрясению соответствует магнитуда 9. Магнитуда позволяет сравнивать источники колебаний по их энергии. Поскольку шкала магнитуд - логарифмическая, увеличение магнитуды на единицу, означает десятикратное возрастание амплитуды в волне (или смещения грунта). Амплитуда сейсмических волн у землетрясения с магнитудой 6,0 в десять больше, чем у землетрясения с магнитудой 5,0, и в 100 раз больше чем с магнитудой 4,0.
Нулевая магнитуда - это очень слабое землетрясение с амплитудой 1 мкм (нуль - это логарифм 1), которое записывается сейсмографом на расстоянии 100 км.
В шкале магнитуд верхний предел не предусмотрен, так как это расчетная шкала. По этой причине шкалу Рихтера называют еще "открытой шкалой". Самое сильное землетрясение, которое было зарегистрировано, имело величину магнитуды 8,9 (у берегов Японии в 1933г. и у берегов Эквадора в 1906г.).
Проявление землетрясения в тех или иных районах называют сейсмичностью. Количественно сейсмичность характеризуется как магнитудой, так и интенсивностью.
Интенсивность землетрясения - величина оценивающая силу землетрясения по причиненному ущербу (степень ущерба). Её определение субъективно, по повреждениям и разрушениям. Используются несколько шкал для измерения интенсивности землетрясения.
В Российской Федерации, как и во всей Европе, используется 12 ти бальная модифицированная международная сейсмическая шкала (арабские цифры от 1 до 12) МMSK-86, которая получила свое название по имени предложивших её (в 1964 г.) сейсмологов (С.В.Медведев - СССР, Шпонхойер - ГДР, Карник - ЧССР). Первоначально эта шкала была составлена применительно к зданиям и сооружениям, не имеющим сейсмостойкого усиления конструкций. В пределах от 6 до 9 баллов по шкале ИФЗ (Институт физики Земли), рекомендованной Бюро межведомственного совета по сейсмологии и сейсмическому строительству АН РФ, интенсивность землетрясения устанавливается по параметрам колебаний на поверхности земли (см. таблицу 1.).
|
|
|
Таблица 1
|
|
|
