Характеристика землетрясений

Основному, наиболее сильному толчку, предшествуют предупреждающие колебания (форшоки), а после него начинаются афтершоки, причём магнитуда самого сильного афтершока на 1,2 меньше, чем у основного толчка. Период от начала форшоков до конца афтершоков вполне может длиться несколько лет, как это, например, случилось в конце XIX столетия на острове Лисса в Адриатическом море: длилось оно три года и за это время учёные зафиксировали 86 тысяч толчков.

Что касается длительности основного толчка, то она обычно непродолжительна и редко, когда длится более минуты. Например, самый мощный толчок на Гаити, произошедший несколько лет назад, длился сорок секунд – и этого оказалось достаточно, чтобы превратить город Порт-о-Пренс в руины. А вот на Аляске была зафиксирована серия толчков, которые сотрясали землю около семи минут, при этом три из них привели к значительным разрушениям.

Рассчитать, какой именно толчок окажется основным и будет иметь наибольшую магнитуду, крайне сложно, проблематично и стопроцентных способов нет. Поэтому сильные землетрясения нередко застают население врасплох. Так, например, случилось в 2015 году в Непале, в стране, где настолько часто фиксировались несильные сотрясения, что люди попросту не обращали на них особого внимания. Поэтому содрогание почвы магнитудой в 7,9 балла привело к большому числу жертв, а последующие за ним через полчаса и на следующий день более слабые афтершоки с магнитудой 6,6 не улучшили ситуации.

Классификация землетрясений

1.3.1 По происхождению землетрясения различают следующих видов:

· Тектонические. Большинство зафиксированных в мире землетрясений возникло в результате движений тектонических плит, когда происходит резкое смещение горных пород. Это может быть, как столкновение друг с другом, так и опускание более тонкой плиты под другую плиту. Хотя этот сдвиг обычно невелик, и составляет лишь несколько сантиметров, в движение приходят расположенные над эпицентром горы, которые выделяют огромной силы энергию. В результате на земной поверхности образовываются трещины, по краям которых начинают смещаться огромные участки земли вместе со всем, что на ней находится – полями, домами, людьми;

· Вулканические. А вот вулканические колебания хоть и слабы, но продолжаются долго. Обычно особой опасности они не представляют, но катастрофические последствия зафиксированы всё же были.

· Обвальные. Нельзя не упомянуть об обвалах и больших оползнях. Обычно сотрясения эти несильны, но в некоторых случаях их последствия бывают катастрофичны.

· Техногенные. В некоторых случаях причины и последствия землетрясений нередко связаны с человеческой деятельностью. Учёными было зафиксировано увеличение количества подземных толчков в районах крупных водохранилищ. Связано это с тем, что собранная масса воды начинает давить на ниже находящуюся земную кору, а проникающая сквозь грунт вода – разрушать её. Кроме того, увеличение сейсмической активности было замечено в местах добычи нефти и газа, а также в районе шахт и карьеров;

· Искусственные. Землетрясения можно вызвать и искусственным путём. Например, после того как КНДР испытывало новое ядерное оружие, во многих местах планеты датчики зафиксировали землетрясения умеренной силы;

· Моретрясение. Подводное землетрясение возникает во время столкновения тектонических плит на океаническом дне или недалеко от побережья. Если очаг расположен неглубоко, а магнитуда равняется 7 баллам, подводное землетрясение чрезвычайно опасно, поскольку вызывает цунами. Во время содрогания морской коры одна часть дна опускается, другая – приподнимается, в результате чего вода в попытках вернуться к первоначальному положению, начинает двигаться по вертикали, порождая серию огромных волн, идущих по направлению к побережью. Подобное землетрясение вместе с цунами нередко могут иметь катастрофические последствия.

1.3.2 Также землетрясения классифицируют по интенсивности:

· 1 балл - отмечается только сейсмическими приборами;

· 2 балла - ощущается отдельными людьми, находящимися в покое;

· 3 балла - ощущается небольшой частью людей;

· 4 баллов - распознается по легкому дребезжанию и колебанию посуды, оконных стекол, скрипу дверей. Некоторые люди просыпаются, однако они не боятся, похоже на прохождения грузового транспорта. Наблюдается вибрация мебели, легкое покачивание весящих вещей на стенах, покачивание жидкостей в открытых сосудах. Чувствуется толчок в стоящих автомобилях;

· 5 баллов - очевидное колебание, землетрясения чувствуется большинством людей внутри зданий, и некоторыми людьми снаружи. Некоторые люди бегут наружу. Звуки вибрации бывают похожими на падение тяжелого предмета в доме. Животные начинают волноваться. В сельских домах в штукатурке может упасть некоторая часть и образоваться трещины;

· 6 баллов - землетрясения чувствуется многими людьми в внутри здании и на улице, многие люди со страхом бегут на улицу. Ощущается всеми, откалываются куски штукатурки, легкое повреждение зданий. Некоторые люди теряют равновесие, домашние животные бегут из своих мест;

· 7 баллов - рушатся здания. Водители во время вождения автомобиля чувствуют вибрирование почвы. Трещины в стенах каменных зданий. Здания антисейсмической конструкции и деревянные здания не разрушаются. Появляются большие волны в воде, вода становиться мутной. Изменяется уровень воды;

· 8 баллов - серьезно трясутся здания. Ломаются ветви деревьев. Трещины на крутых склонах гор и сырой почве, сильное повреждение зданий;

· 9 баллов - имеются разрушения во многих железобетонных зданиях;

· 10 баллов - крупные трещины в почве, оползни, обвалы, разрушение каменных построек, деформация рельсов на железных дорогах;

· 11 баллов - широкие трещины в земле, многочисленные оползни и обвалы, полное разрушение каменных зданий;

· 12 баллов - изменения в почве огромных размеров, многочисленные трещины, обвалы, оползни, отклонения течений рек, ни одно сооружение не выдерживает нагрузки и разрушается.

Классификация завалов

Завалами принято называть нагромождение обломков зданий (стен, перекрытий, внутреннего оборудования, мебели и т.д.) при их разрушении. Конфигурация, размеры и структура завалов зависят от характеристики зданий, величины и направления разрушающего воздействия.

Считается, что завал образуется, если здание получит сильную или полную степень разрушения. В случае сильного разрушения в завал обращается до половины строительного объема здания.

По внешнему виду завалы могут быть (Приложение Д):

· односторонними;

· двусторонними;

· V-образными;

· плоскими.

В зависимости от структуры завалов их условно подразделяют на тяжелые, средние и легкие. Для более детальной характеристики завалов определяют их показатели. Основными показателями завалов являются:

· высота завала - расстояние от поверхности земли до максимального уровня завала в пределах контура здания, м.;

· пустотность завала - объем пустот на 100 куб.м. завала, %. В тяжелых завалах пустотность может достигать до 60 %, а в средних и легких - 45-55 и 35-45 % соответственно;

· дальность разлета обломков здания - расстояние от контура здания до границы основной массы обломков, м.;

· структура завала по величине обломков. Крупными обломками считаются обломки размером свыше 0,5 куб.м., средними - 0,1-0,5 куб.м., мелкими - менее 0,1 куб.м.;

· структура завала по составу элементов. Завалы различаются в зависимости от того, из каких строительных материалов было построено здание, и могут быть кирпичными, железобетонными или смешанными;

· структура завала по содержанию арматуры.

Все завалы неоднородны по своему объему. Как правило, у поверхности завалы имеют более высокую плотность. Здесь же будет сосредоточена основная масса мелких обломков, обломков крыши, строительного мусора. В центре завала, у его основания, преимущественно находятся крупные и средние обломки, пустоты встречаются чаще, размеры пустот относительно большие. Такое распределение обломков объясняется природой формирования завала.

При разрушении здания конструкции его верхних этажей проходят более протяженный путь, получают большее ускорение и подвергаются более высоким динамическим нагрузкам. Это приводит к тому, что эти конструкции в большей части превращаются в мелкие обломки и мусор. Конструкции нижних этажей здания меньше разрушаются при падении и, нагромождаясь, формируют вторичные своды, в которых образуется большое количество пустот. Большая вероятность образования пустот в уцелевших углах здания и в районах расположения лестничных клеток (лифтовых шахт).

В ряде случаев при разрушении здания вторичные своды не формируются. Это может произойти при землетрясениях и обвалах, характеризующихся вертикальным обрушением зданий, имеющих недостаточно прочные стены. При этом образуется завал, в котором междуэтажные перекрытия здания разрушаются относительно слабо и практически ложатся друг на друга. Пустоты в таком завале сравнительно малы. Подобные завалы имели место в Нефтегорске при разрушении панельных зданий от землетрясения и получили название «слоеный пирог». Эти завалы считаются наиболее сложными для проведения в них спасательных и других работ.

Специальная часть