Характеристика землетрясений.
Землетрясение.
Защита населения от землетрясения
Поскольку магнитуда характеризует выход сейсмической энергии только в эпицентре землетрясения, для более объективной оценки силы колебаний земной поверхности в точках, которые удалены от эпицентра введено понятие интенсивность землетрясения. Она характеризует степень ущерба, нанесенного стихией в данном конкретном месте. Факторами, которые определяют интенсивность землетрясения, помимо собственно… Читать ещё >
Характеристика землетрясений. Землетрясение. Защита населения от землетрясения (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Землетрясения представляют собой колебания, сотрясения или смещения земной коры, вызванные глубинными тектоническими процессами.
В недрах земли постоянно происходят сложные процессы накопления энергии, высвобождение которой и вызывает сейсмический толчок. Момент высвобождения этой энергии, которую принято называть энергией тектонических процессов, связывают с движением плит, на которые разбита земная кора. На границах между плитами могут происходить три явления: в одних случаях плиты раздвигаются, в других — сдвигаются или скользят одна относительно другой.
В месте столкновения двух плит происходит деформация земной поверхности с выделением накопленной энергии. Землетрясения подобного типа называются тектоническими. Иногда случаются землетрясения во внутренних частях плит — так называемые внутриплитовые землетрясения. Они возникают из-за развития деформации (накопления энергии) в плитах, вызванной давлением на их краях.
Землетрясения возникают и в результате вулканической деятельности. В местах, где раздвигаются плиты, за счет тепловой конвекции возникают восходящие потоки, извергающие лаву. Данный процесс сопровождается выделением энергии и порождает вулканические землетрясения.
По сравнению с тектоническими и внутриплитовыми землетрясениями сейсмические толчки, вызванные вулканической деятельностью, гораздо слабее, так как большая часть энергии разряжается в атмосферу, и, кроме того, слабые вулканические породы разрушаются раньше, чем в них успевают накопиться значительные запасы энергии.
Ещё одну категорию образуют обвальные землетрясения, когда обрушение кровли шахты или подземных пустот вызывают образование упругих волн. К обвальным землетрясениям относятся и землетрясения, возникающие при развитии крупных оползней.
Землетрясения могут также вызываться и техногенной деятельностью человека (взрывы, артиллерийская стрельба, искусственное обрушение горных пород, движение тяжелого автотранспорта). Известно, что в некоторых районах мира землетрясения возникают в результате заполнения больших водохранилищ или закачки воды в скважины. Землетрясения в этом случае, как правило, слабые и происходят в непосредственной близости от скважины или водохранилища. Наиболее вероятной причиной этих землетрясений является возрастание порогового давления в породах, вызванного нагнетанием воды.
Наиболее сильны и опасны тектонические и внутриплитовыс землетрясения. Эти наиболее сильные землетрясения часто влекут за собой повторные Область возникновения подземного толчка (очаг землетрясения) представляет собой определенный объем в толще земли, а именно в его пределах происходит процесс высвобождения накопившейся энергии. В центре очага условно выделяется точка гипоцентр, его проекция на поверхность земли называется эпицентром.
Глубина гипоцентра может достигать 30 км, а в отдельных случаях — до 750 км. Продолжительность колебаний грунта — 20—25 с (иногда до 90 с).
Важнейшей характеристикой землетрясения являются сейсмическая энергия и интенсивность землетрясения.
Сейсмическая энергия — это энергия, которая излучается из гипоцентра землетрясения в форме сейсмических волн. Она измеряется с помощью шкалы Рихтера, в которой за единицу измерения принимается магнитуда. Магнитуда соответствует десятичному логарифму максимальной амплитуды колебаний (в микронах) маятника специального прибора сейсмографа в 100 км от эпицентра землетрясения. Максимальная энергия землетрясений за все время наблюдений за ними составила 8,9 магнитуды; таким образом, данные измерений по шкале Рихтера могут находиться в пределах от 1 до 8,9 магнитуд.
За максимальный уровень магнитуды принята энергия возможного сильнейшего землетрясения, приблизительно равная 1018 Дж и соответствующая энергии разрыва самых прочных пород земной коры. Эта энергия в миллионы раз превышает энергию взрыва атомной бомбы.
Поскольку магнитуда характеризует выход сейсмической энергии только в эпицентре землетрясения, для более объективной оценки силы колебаний земной поверхности в точках, которые удалены от эпицентра введено понятие интенсивность землетрясения. Она характеризует степень ущерба, нанесенного стихией в данном конкретном месте. Факторами, которые определяют интенсивность землетрясения, помимо собственно сейсмической энергии, являются расстояние до эпицентра, свойства грунта, качество строительства и другие[1].
Интенсивность землетрясения определяется с помощью 12-балльной шкалы Меркалли. В России и странах Содружества Независимых Государств (СНГ) применяется ее модификация — шкала MSK-64(таблица 1).
Таблица 1. -Краткая характеристика возможной интенсивности землетрясений по 12-балльной шкале Меркалли (MSKб4).
Балл. | Краткая характеристика землетрясений. |
I. | Отмечается только сейсмическими приборами. |
II. | Ощущается отдельными людьми, находящимися в полном покое. |
III. | Ощущается небольшой частью населения. |
IV. | Легкое дребезжание и колебания предметов, посуды и оконных стекол. |
V. | Общее сотрясение зданий, колебание мебели, трещины в оконных стеклах и штукатурке. |
VI. | Пробуждение спящих, падение со стен картин, откалываются отдельные куски штукатурки. |
VII. | Трещины в стенах каменных домов, антисейсмические и деревянные постройки остаются невредимыми. |
VIII. | Трещины на почве, сдвиг или опрокидывание памятников, сильное повреждение домов. |
IX. | Сильное разрушение каменных домов, перекосы деревянных домов. |
X. | Трещины в почве, иногда до метра шириной, оползни, обвалы со склонов, разрушение каменных построек, искривление железнодорожных рельсов. |
ХI. | Более широкие трещины в поверхностных слоях земли, многочисленные обвалы, каменные дома совершенно разрушаются, выпячивание железнодорожных рельсов. |
ХII. | Большие изменения ландшафта, многочисленные трещины, обвалы, оползни, возникновение водопадов, подпруд на озерах, изменение течения рек, ни одно сооружение не выдерживает. |
В зависимости от интенсивности колебания грунта на поверхности землетрясения подразделяются (таблица 2):
- — на слабые (I — III балла);
- — умеренные (IV балла);
- — сильные (V—VI баллов);
- — очень сильные (VII баллов);
- — разрушительные (VIII—Х баллов);
- — катастрофические (ХI баллов);
- — сильно катастрофические (ХII баллов).
Таблица 2. Интенсивности колебания грунта на поверхности.
Характеристика землетрясения. | Характер повреждения строении. |
Слабое (до III баллов),. умеренное (IV балла). | Большие трещины в стенах. Обрушение штукатурки, дымоходов, повреждение остекления. |
Сильное (V—VI баллов),. очень сильное (VII баллов). | Трещины в наружных стенах несейсмостойких зданий, обрушение конструкций, заклинивание дверей. |
Разрушительное. (VIII——Х баллов). | Сейсмически стойкие здания получают слабые разрушения, прочие — рушатся. |
Катастрофическое. (ХI—ХII баллов). | Обрушение наружных конструкций и полное разрушение зданий. |
Большинство землетрясений происходит на глубине до 70 км, такие землетрясения называются поверхностными. Землетрясения, которые происходят на глубине от 70 до 300 км, называют промежуточными, а глубже 300 км — глубокими. До сих пор не было зарегистрировано ни одного землетрясения глубже 720 км.
Свыше 75% энергии, выделенной при землетрясениях, принадлежит поверхностным и только З % — глубоким.
Землетрясения подразделяются на тектонические, вулканические, обвальные; они могут быть вызваны и падением метеоритов. Ежегодно на планете происходят сотни тысяч землетрясений (в одной Японии до 7500), из них одно катастрофическое и десять сильно разрушительных землетрясений. Последние отличаются чрезвычайно высокой энергией. Подсчитано, что энергия землетрясений в высокогорной части Тибета 15.08.50 г. была эквивалентна энергии взрыва 100 тыс. атомных бомб. Поэтому вполне естественно, что землетрясениям принадлежат первые места по причиняемому экономическому ущербу и числу жертв.
Опасные последствия землетрясений разделяются на природные и связанные с деятельностью человека. К природным последствиям относятся: сотрясения грунта, нарушения грунта (трещины и смещения), оползни, лавины, сели, разжижение грунта, оседания, цунами, сейши[3].
К последствия землетрясений, связанных с деятельностью человека, относятся:
- — Разрушение или обрушение зданий, мостов и других сооружений;
- — Наводнения при прорывах плотин и водопроводов;
- — Пожары при повреждениях нефтехранилищ и разрывах газопроводов;
- — Повреждение транспортных средств, коммуникаций, линий энергои водоснабжения, а также канализационных труб;
- — Радиоактивные утечки при повреждении ядерных реакторов.