Некоторые сведения о строении Земли. Причины возникновения землетрясений

В соответствии с современными представлениями Земля – многослойное тело шаровидной формы (геоид) со средним радиусом 6367,5 км.

Самый верхний слой называется корой. Кора состоит из осадочных пород толщиной несколько километров, лежащих на гранитном слое толщиной 10 – 40 км. Ниже располагаются базальты толщиной 20 – 30 км. Поверхность раздела гранитного и базальтового слоя называется поверхностью Конрада.

Под корой располагается верхняя мантия толщиной до 1000 км а далее – нижняя мантия толщиной до 2000 км. Поверхность раздела коры и верхней мантии носит название поверхности Махоровичича.

Примерно на глубине 3000 км резко меняются свойства вещества - возрастает плотность, а сдвиговая жесткость падает до нуля. Это характерно для жидкости, поэтому можно полагать, что материал в этой области находится в расплавленном состоянии.

С ростом глубины растет температура и давление. На глубине 1000 км температура достигает 3500°С, а давление в центре Земли примерно 3,5 млн. атм. На глубине примерно 5100 км предполагается существование сверхплотного, примерно 13г/см³ субъядра, находящегося в твердом состоянии.

На основе этих представлений была развита теория распространения волн в толще земной поверхности, и их воздействие на сооружения.

Теория континентальных плит

Основное содержание теории состоит в том, что верхний слой Земли - литосфера – земная кора с верхней частью мантии – состоит из отдельных плит, плавающих по разжиженному слою мантии. Границы плит совпадают с хребтами и глубоководными разломами – желобами. Выделяются 6 континентальных плит: 1-Африканская, 2-Индийская, 3-Евразийская, 4-Американская, 5-Тихоокеанская, 6-Антарктическая. На рис. 1.3 нашего учебного пособия дана карта с нанесенными на ней континентальными плитами и направлениями их движения.

Причины возникновения землетрясений

Поскольку, судя по карте, области прошедших землетрясений высокой интенсивности практически точно повторяют границы континентальных плит, поэтому можно считать справедливой гипотезу о тектоническом характере причин возникновения землетрясений. В процессе взаимного движения континентальных плит происходит длительное накопление энергии в очаге разлома, а когда напряжения в некоторой области достигают предельных значений, происходит разрыв или срез материала с быстро растущими трещинами в породе. Это вызывает быстрое высвобождение энергии, приводящее к возникновению и распространению сейсмических волн в окружающей среде.

Продолжительность основного землетрясения обычно составляет несколько десятков секунд, и в это время могут наблюдаться несколько основных толчков. Иногда основному землетрясению предшествуют слабые толчки - форшоки. Часто после сильного основного землетрясения наблюдаются повторные толчки – автершоки, или вторичные землетрясения. Они, как правило, значительно слабее основного землетрясения.

Другая причина землетрясений может быть вулканическая деятельность. Но эти землетрясения имеют ограниченную область воздействия и незначительную силу.

Наконец, причиной землетрясения может быть также и хозяйственная деятельность человека. Это так называемые н а в е д е н н ы е землетрясения, связанные с заполнением крупного водохранилища, откачка нефти и газа из полостей Земли и др. Наведенные землетрясения отличаются малой силой, но есть примеры и разрушительных землетрясений.

Основные понятия сейсмологии

В результате многочисленных исследований в сейсмологии сложилась модель схемы землетрясения, показанная на рис. 1.

Рис. 1

На рис. 1 h – глубина очага землетрясения, ∆ - эпицентрическое расстояние, - гипоцентрическое расстояние.

И з о с е й с т а – кривая с равными гипоцентральными расстояниями, теоретически концентрические окружности, имеют одинаковые параметры – смещения, ускорения. Однако изосейсты отличаются от теоретической формы, т.к. источник не точка (фокус), а область сложной формы. Кроме того, разные свойства пластов искажают волновой фронт.

И н т е н с и в н о с т ь – главная характеристика землетрясения, определяющего оценку мощности очага. Магнитуда землетрясения вслед за Ч. Рихтером определяется по формуле

,

Где А₀ – максимальная амплитуда (мкм) смещения на поверхности Земли какой – либо сейсмической волны (чаще всего поверхностной) при некотором слабом землетрясениям на некотором удалении ∆ (км) от эпицентра., А – то же для рассматриваемого землетрясения. Удобна для пользования формула, предложенная Шебалиным:

Оценку интенсивности землетрясений производят с помощью сейсмических шкал. Отметим несколько:

· МКЗ – 12-и балльная шкала Меркалли – Канкани – Зибера, принята в 1917 г. и используется в ряде европейских стран.

· ММ – «Меркалли модифицированная» применяется в США с 1934 г.

· ИФЗ – советская шкала Института физики Земли была введена в 1954 г.

Все названные шкалы близки между собой. В настоящее время шкала ИФЗ положена в основу норм СНиП II-7-81*. Согласно этой шкале интенсивность землетрясений 6 – 9 баллов оценивается параметрами смещений, скоростей и ускорений грунта основания, приведенными в таблице 2 нашего учебного пособия, здесь дадим лишь соответствие ускорений грунта, в см/с² интенсивности землетрясения в баллах:

Кроме инструментальной оценки интенсивности землетрясений в нормах содержится также описательная часть, включающая характеристики повреждений зданий без антисейсмических мероприятий, подразделенные на три группы: А – одноэтажные дома со стенами из рваного камня, кирпича-сырца, самана и т.п.; Б – кирпичные и каменные здания; деревянные сооружения.

Кроме того, в соответствие с принципом микрорайонирования расчетная сейсмичность площадки строительства может быть повышена на 1 – 2 балла из-за плохих геологических или гидрогеологических условий.

Дата добавления: 2014-08-09; просмотров: 394; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!