3. 3. Землетруси.

Землетрусом називають будь-який струс земної кори, що викликається дією внутрішніх сил Землі. Сукупність явищ, пов'язаних із землетрусом, називається сейсмічними явищами. Місцевості, де часто спостерігаються землетруси значної сили, називають сейсмічними районами.

Основною причиною землетрусів є порушення рівноваги в частинах літосфери, що знаходяться під постійним тиском.

Землетруси відбуваються дуже часто(в середньому I землетрус щогодини). Абсолютно нерухомих ділянок на земній кулі немає. Будь-яка ділянка земної поверхні зазнає легких струсів. Проте інтенсивність коливань поверхні зазвичай дуже незначна і рідко відчувається людьми. Лише близько 100 землетрусів протягом року бувають руйнівними.

Історія знає велику кількість катастрофічних землетрусів, коли гинули десятки тисяч людей і руйнувалися цілі міста або їхня велика частина.

21 травня 1960 р. у Чилі стався землетрус величезної сили, який спустошив кілька провінцій. На другий день пішла ще

одна серія поштовхів великої сили з одночасною бурею на океані з висотою хвиль до 10 м. Найсильніші руйнування було відзначено в 13 провінціях Чилі з 24. Загинуло 5 тис. осіб, постраждало близько 300 тис. чол. Матеріальні збитки досягли I млрд. доларів. Одночасно із землетрусом почалося виверження 14 вулканів.

В Україні та в Україні землетруси неодноразово виникали в Криму, на Кавказі, у Карпатах, у Середній Азії, Прибайкаллі та в інших районах.

У місті сила землетрусу досягла 9 балів. На поверхні землі в епіцентрі утворилися тріщини, що простяглися у напрямку зі сходу на захід на відстань у сотні метрів. Відбулися обвали, зсувипокривних, глинистих порід на схилах. В Ашхабаді та навколишніх селищах були зруйновані всі будівлі із цегли з сиру та частково будівлі з обпаленої цегли. Відносно невеликі пошкодження отримали будинки, збудовані за правилами сейсмостійкого будівництва. Спостереження показали, що сильніше постраждали будівлі та споруди, побудовані на супіщано-суглинистих ґрунтах, менше – споруди, зведені на гравії та галечниках. Протягом кількох років у районі Ашхабадського землетрусу тривали повторні сейсмічні поштовхи силою до 5-7 балів.

Ще сильніші землетруси сталися 1976 р. у Туреччині, Китаї, Гватемалі, Італії та Чилі. За цих землетрусів постраждали десятки тисяч людей, а сотні тисяч - залишилися без даху над головою.

Залежно від причин виникнення розрізняють такі три типи землетрусів:провальні, вулканічнітатектонічніабо гороосвітні.

Провальніземлетруси, як правило, захоплюють невелику територію. Вони пов'язані з утворенням порожнин на порівняно невеликій глибині, внаслідок розчинення порід підземними водами. У міру зростання порожнин відбувається систематичне обвалення склепінь, що тягне за собою просідання поверхні. Такі провали в районі Волганська, Харківської обл., що відбувалися в 1915 р., причому струс поверхні відчувалися на площі 7000 - 8000 км .

Вулканічніземлетруси відбуваються лише в районах діючих вулканів. Виверження величезних твердих та рідких мас на поверхню землі викликає її усунення. Іноді ці усунення починаються до виверження. Вулканічні землетруси також мають місцеве поширення.

Навпаки,тектонічніземлетруси, пов'язані з горо-освітнім процесом, охоплюють великіпростору, головним чином, у гірських районах.

Сейсмічні хвилі.Осередок зародження сейсмічних хвиль називаєтьсягіпоцентром(рис. 3.2.). По глибині залягання гіпоцентру розрізняють землетруси: поверхневі- від I до 10 км глибини,корові- 30 - 50 км іглибокі(або плутонічні) - від 100 - 300-700 км. Останні знаходяться вже в мантії Землі та пов'язані з рухами, що відбуваються у глибинних зонах планети. Такі землетруси спостерігалися Далекому Сході, Іспанії та Афганістані. Найбільш руйнівними є поверхневі та корові землетруси.

Мал. 3. 2. Схема поширення сейсмічних хвиль:

1 – поздовжніх; 2 - попереч-них; 3 – поверхневих.

Г – гіпоцентр. Еп – епіцентр.

землетруси

Безпосередньо надгіпоцентромна поверхні Землі розташовуєтьсяепіцентр.На цій ділянці струс поверхні відбувається в першу чергу і з найбільшою силою.

Від гіпоцентру на всі боки розходяться сейсмічні хвилі, які за своєю природою є пружними коливаннями. Розрізняють два основних типи хвиль:подовжнііпоперечні. Поздовжні хвилі викликають розширення та стиснення порід у напрямку їхнього руху. Вони поширюються у всіх середовищах – твердих, рідких та газоподібних. Швидкість залежить від речовини порід. Поперечні коливання перпендикулярні до поздовжніх, і поширюються тільки в твердому середовищі, викликаючи в породах деформації зсуву. Швидкість поперечних хвиль приблизно 1,7 разу менше, ніж поздовжніх. На поверхні Землі від епіцентру на всі боки розходяться особливі хвилі -поверхневі, що є за своєю природою хвилями тяжкості. Швидкість їх поширення нижча, ніж у поперечних, але вони надають на споруди не менш згубневплив.

В даний час за землетрусами ведуться постійні спостереження за допомогою спеціальних приладів – сейсмографів, які забезпечують автоматичний запис коливань Землі у вигляді сейсмограм.

3.3.1. Оцінка сили землетрусів.

Для оцінки сили землетрусів використовується шкала, що складається із 12 балів. (За кордоном шкала Ріхтера – з 9 балів). Кожному балу відповідає певна величина сейсмічного прискорення - а (мм /сек), обчислювана за формулою:

A-амплітуда коливань, мм;

Т-період коливань сейсмічної хвилі, с.

За величиною а обчислюютькоефіцієнт сейсмічності:

g - прискорення сили тяжіння, мм/сек

У таблиці 3.3. наведено сучасну сейсмічну шкалу, де кожному балу відповідає певна величина Ks і дана характеристика землетрусів. З метою порівняння наводяться значення величин сейсмічного прискоренняa. Необхідно відзначити, що наведена в таблиці оцінка ступеня руйнування будівель певною мірою є умовною.

Землетруси виявляються лише у районах геосинкліналей. До таких сейсмічним районам належать: Карпати, Крим, Кавказ, Копетдаг, Памір, Тянь-Шань, Алтай, Забайкалля, Далекий Схід, Сахалін, Курильські острови та Камчатка.

Є карти сейсмічного районування, де показані території із силою землетрусу 6-9 балів.

Сейсмічні райони займають п'яту частину території колишнього СРСР. Вони розташовуються такі великі міста, як Кишинів, Тбілісі, Баку,

Єреван, Ашгабад, Ташкент, Душанбе і т.д.

При роботі в районах землетрусів будівельники повинні пам'ятати, що бал, отриманий по карті сейсмічності, характеризує усереднені ґрунтові умови для всього району і тому не відображаєконкретних особливостей того чи іншого будівельного майданчика. Цей бал підлягає уточненню на основі конкретної геолого-літологічної будови та гідрогеологічних умов майданчика. У загальному вигляді це досягається збільшенням середнього бала на одиницю для ділянок, складених пухкими породами, особливо зволоженими, та його зменшенням на одиницю для ділянок, складених міцними скельними породами.