3. 3. Земетресения.
Земетресение е всяко разклащане на земната кора, причинено от действието на вътрешните сили на земята. Съвкупността от явления, свързани със земетресение, се наричат сеизмични явления.Областите, където често се наблюдават земетресения със значителен магнитуд, се наричат сеизмични региони.
Основната причина за земетресенията е дисбалансът в частите на литосферата под постоянно налягане.
Земетресенията се случват много често(средно земетресение правя на всеки час). Абсолютно неподвижни области на земното кълбо не съществуват. Всяка част от земната повърхност изпитва леко разклащане. Въпреки това, интензитетът на повърхностните вибрации обикновено е много малък и рядко се усеща от хората. Само около 100 земетресения през годината са разрушителни.
Историята познава голям брой катастрофални земетресения, когато загинаха десетки хиляди хора и цели градове или повечето от тях бяха унищожени.
На 21 май 1960 г. Чили беше ударено от мощно земетресение, което опустоши няколко провинции. Последва още един ден
една поредица от удари с голяма сила с едновременна буря в океана с височина на вълната до 10 м. Тежки разрушения бяха отбелязани в 13 от 24-те провинции на Чили. Материалните щети достигат 1 милиард долара. Едновременно със земетресението изригнаха 14 вулкана.
В Украйна и България многократно са ставали земетресения в Крим, Кавказ, Карпатите, Централна Азия, района на Байкал и други региони.
В града магнитудът на труса достигна 9 бала. На повърхността на земята в епицентъра са се образували пукнатини, простиращи се в посока от изток на запад на разстояние от стотици метри. Имаше срутвания, свлачищапокритие, глинести скали по склоновете. В Ашхабад и околните села всички сгради от глинени тухли и частично сгради от печени тухли бяха унищожени. Сравнително малко щети получиха сградите, построени съгласно правилата за устойчиво на земетресения строителство. Наблюденията показват, че сградите и конструкциите, построени върху песъчливо-глинести почви, са били по-увредени, а сградите, построени върху чакъл и камъчета, са били по-малко засегнати. В продължение на няколко години в района на земетресението в Ашхабад продължиха многократни сеизмични удари със сила до 5-7 бала.
Още по-силни земетресения има през 1976 г. в Турция, Китай, Гватемала, Италия и Чили. По време на тези земетресения десетки хиляди хора пострадаха, а стотици хиляди останаха без дом.
В зависимост от причините за възникване се разграничават следните три типа земетресения:провални, вулканичниитектоничниили планински образувания.
Неуспешнитеземетресения, като правило, улавят малка площ. Те са свързани с образуването на празнини на относително малка дълбочина, в резултат на разтварянето на скалите от подпочвените води. С нарастването на кухините се получава системно срутване на сводовете, което води до слягане на повърхността. Такива са авариите в района на Волганск, Харковска област, станали през 1915 г., като повърхностното разклащане е усетено на площ от 7000 - 8000 km2.
Вулканичниземетресения се случват само в райони с активни вулкани. Изригването на огромни твърди и течни маси на повърхността на земята причинява нейното изместване. Понякога тези измествания започват преди изригването. Вулканичните земетресения имат и локално разпространение.
Напротив,тектонскитеземетресения, свързани с процеса на формиране на планини, обхващат големипространство, предимно в планинските райони.
Сеизмични вълни.Произходът на сеизмичните вълни се наричахипоцентър(фиг. 3.2.). Според дълбочината на хипоцентъра се разграничават земетресения: повърхностни- от I до 10 km дълбочина,корови- 30 - 50 km идълбочинни(или плутонични) - от 100 - 300 до 700 km. Последните вече са в мантията на Земята и са свързани с движения, протичащи в дълбоките зони на планетата. Такива земетресения са наблюдавани в Далечния изток, в Испания и Афганистан. Най-разрушителни са повърхностните и земетресенията в земната кора.
Ориз. 3. 2. Схема на разпространение на сеизмичните вълни:
1 - надлъжен; 2 - напречен; 3 - повърхностен.
G - хипоцентър. Еп е епицентърът.
Непосредствено надхипоцентърана повърхността на Земята еепицентърът.В тази зона повърхностното треперене се случва първо и с най-голяма сила.
От хипоцентъра във всички посоки се излъчват сеизмични вълни, които по своята същност са еластични вибрации. Има два основни вида вълни:надлъжниинапречни. Надлъжните вълни причиняват разширяване и свиване на скалите по посока на тяхното движение. Те се разпространяват във всички среди – твърди, течни и газообразни. Скоростта им зависи от материала на скалите. Напречните трептения са перпендикулярни на надлъжните и се разпространяват само в твърда среда, причинявайки деформации на срязване в скалите. Скоростта на напречните вълни е приблизително 1,7 пъти по-малка от тази на надлъжните вълни. На повърхността на Земята във всички посоки от епицентъра се отклоняват вълни от специален вид -повърхностни, които по природа са гравитационни вълни. Скоростта на разпространението им е по-малка от тази на напречните, но имат не по-малко вредно въздействие върху конструкциите.влияние.
В момента земетресенията се наблюдават постоянно с помощта на специални инструменти - сеизмографи, които осигуряват автоматичен запис на вибрациите на Земята под формата на сеизмограми.
3.3.1. Оценка на силата на земетресенията.
Земетресенията се измерват по 12-степенна скала. (В чужбина скалата на Рихтер е от 9 точки). Всеки резултат отговаря на определена стойностсеизмично ускорение- a (mm/s), изчислена по формулата:
A- амплитуда на трептене, mm;
T-период на трептене на сеизмичната вълна, сек.
Според стойността на a,се изчислява коефициентът на сеизмичност:
g - ускорение на гравитацията, mm/s
Таблица 3.3. е дадена съвременна сеизмична скала, където всяка точка отговаря на определена стойност на Ks и е дадена характеристика на земетресенията. За сравнение са дадени и стойностите на сеизмичното ускорениеa. Трябва да се отбележи, че оценката за степента на разрушение на сградите, дадена в таблицата, е до известна степен условна.
Земетресенията се случват само в геосинклинални региони. Такива сеизмични региони включват: Карпатите, Крим, Кавказ, Копетдаг, Памир, Тиен Шан, Алтай, Забайкалия, Далечния изток, Сахалин, Курилските острови и Камчатка.
Има карти на сеизмичното райониране, които показват райони с магнитуд на земетресение 6-9 точки.
Сеизмичните райони заемат една пета от територията на бившия СССР. Те включват такива големи градове като Кишинев, Тбилиси, Баку,
Ереван, Ашхабад, Ташкент, Душанбе и др.
Когато работят в земетръсни зони, строителите трябва да помнят, че резултатът, получен от сеизмичната карта, характеризира средните земни условия за цялата област и следователно не отразяваспецифични особености на конкретен строителен обект. Тази оценка подлежи на прецизиране въз основа на специфичния геоложки и литоложки строеж и хидрогеоложките условия на обекта. Като цяло това се постига чрез увеличаване на средната оценка с единица за зони, съставени от рохкави скали, особено мокри, и намаляване с единица за зони, съставени от здрави скали.