دانلود مقاله تعیین کیفیت و چگونگی زلزله ها

شدت زلزله

قدیمی ترین ویژگی مهم زلزله شدت زلزله است . شدت زلزله سنجش خسارت وارده به کارهای بشری در سطح گروهی و واکنش انسان نسبت به تکانهای زمین لرزه است . از آنجائی که ارزیابی های شدت زلزله به ابزارهای خاص وابسته نیست ، بلکه یک شاهد واقعی از تاثیرات در ناحیه زلزله خیز است شدت های زلزله می تواند تعیین و مشخص گردد به این طریق ثبت تاریخی تبدیل به مهمترین موضوع در تعیین های پیشرفته خطر زلزله گردد .

اولین مقیاس شدت زلزله توسط   de rosiدر ایتالیا و  forel  در سوئیس در دهه 1880 گسترش یافت،یک مقیاس دقیق تر در 1902 توسط زمین شناسان ایتالیایی و mercali  با گروهی 12 درجه از I تا xII توصیه گردید. یک نوع (گونه) نیز در جدول 2-1 ارائه گردیده است. توصیف های در چجدول 2-1 امکان تعیین خسارت به مکانهای تحت تاثیر قرار گرفت در زلزله به صورت عددی فراهم می نماید. این نقاط شدت زلزله می تواند اغلب توسط خطوطی در نقشه از هم جدا گردند. چنین منحنی های شدت مشخص گردیده اند اما آنها را اطلاعات با ارزش در مورد توزیع قدرت و تکانهای زمین هستند به علت مقیاس شدت و ارتباط های انها با شرط ساختاری و اجتماعی کشور آنها نیازمند بررسی زمانی هستند. اثرات منطقه ای باید در نظر گرفته شوند با توجه به این موضوع، مقایسه مقیاس ژاپنی ها  راز صفرتاCVIIدر جدول 3-1 با توصیفات تغییر یافته meralliخلاصه گردیده است.

جدول 2-1 مقیاس شدت زلزله طبق نظریه تغییر یافته meralliدر سال 1931

 -I احساس نشده است بجز تکان بسیار جزیی تحت شرایط ویژه مطلوب

II- تنها توسط چند شخص احساس شده است ، بویژه در طبقات بالائی.

اما بسیاری از مردم آن را مانند زلزله تشخیص نمی دهند ماشین های موتوری ایستاده ممکن است به طور جزیی زلزله را نشان دهد ارتعاش مانند عبور یک کامیون است.

III   - کاملاً احساس شده است بویژه در طبقات بالایی ساختمان ها ، اما از مردم ان را به عنوان زلزله تشخیص نمی دهند.

-IV در طی روز ممکن است احساس شده باشد. در شب ممکن است باعث بیدار ماندن شود ظرفها، پنجره ها، در ها دیوارها ممکن صدای شکاف برداشتن بدهد ، این احساس ماندن عبور یک کامیون سنگین است ماشین های موتوری ایستاده به طور قابل توجهی تکان داده شده اند.

- Vتقریباً توسط هر کس احساس شده است بسیاری از افراد بیدار می شوند بعضی از ظرفها ، پنجره ها و بقیه چیز ها شکسته اند پلاستر ها شکاف بر می دارند،اشیا واژگون می شوند درختها می شکنند پل ها شکسته می شوند ساعتها ممکن است متوقف شوند.

-VI همه آنرا احساس می کنند بسیاری از افراد وحشت زده شده اند و به طرف در می دوند، بعضی اشیا سنگین تکان می خورند خسارت جزئی است

-VIIهر شخصی به طرف در می دود خسارتی به ساختمان ها وارد می شود. ساختمان های غیر مقوام در هم می ریزد توسط هر شخصی در ماشینها حالت رانندگی احساس می گردد.

-VIII خسارت جزیی بویژه ساختمان های طراحی شده وارد می شود.

به طور قابل ملاحظه در ساختمان های معمولی ، ساختمان های غیر مقاوم شدید آسیب می بینند (   )Panel در دیوار  به بیرون از ساختمان پرتاب می گردند وسایل سنگین منزل واژگون می گردند. تغییراتی در چاه های آب رخ می دهد برای اشخاص در حال رانندگی مشکل ایجاد می کند.

-IXخسارات قابل ملاحضه ای بویژه وارد می آید قالب طراحی ساختمانها آسیب می بیند به ویژه در ساختمان های بزرگ پایه ریزی های ساختمانها تغییر می یابد شکاف های زمین محسوس است لوله های زیر زمینی شکسته شده اند.

-X بعضی ساختمان های چوبی نابود شده اند.بیشتر پایه های ساختمان ها تخریب می گردد. زمین شدید شکاف بر می دارد ریل های راه آهن جا به جا می شوند گل ها و ماسه ها آمیخته می شوند آبها تا کرانه ها جاری می شوند.

-XI تعداد کمی از ساختمانها باقی می ماند. پل ها تخریب می شوند فشار های زیادی بر زمین وارد می شود. لوله های زیر زمینی به طور کامل تخریب می شوند ریل ها

بشدت آسیب می بیند.

-XIII خسارت کلی است ، به طور کلی و عملی هم ساختمانها خسارت می بیند تخریب می گردند. موجها تا سطح زمین پیشروی می کنند خطوط و بینائی و سطحی نابود شده اند. اشیا به پرتاب شده اند جدول3-1 مقیاس شدت زلزله طبق نظری sesmic ژاپنی C چیزی احساس نمی شود ، خیلی ظعیف احساس می شود ، تنها توسط لرزه نگار ثبت می گردد.

جزئی است تنها توسط بعضی افراد حس می شود که نسبت به زلزله حساس هستند

II-ضعیف است توسط بیشتر افراد حس می شود باعث شکستن پنجره ها و درهای لغزنده می گردد .

III- نسبتً قوی است خانه ها و ساختمانها را تکان می دهد درهای لغزنده را تکان می دهد

IV- قوی است ، منجر به تکان های شدید خانه ها و ساختمانها می گردد  اشیا را واژگون می کند مایعات را از ظرفها بیرون می ریزد

V- خیلی قوی است باعث شکاف درآجر وپلاستر می گردد .

سنگها و صخره ها را تکان می دهد و به پلاستر های خانگی اسیب می رساند شکاف ها ئی در تپه ها مشاهده گردیده است

VI-  خطر ناک است باعث خسارت به خانه های چوبی می گردد فشارها را بر زمین وارد می آورد و آب و گل را به جریان می اندازد.

VII -باعث نابودی بیشتر خانه ها می گردد فشار های عمده ای را وارد می گردد.

 2-7-1 مغناطیس زلزله

اگر درجه زلزله ها در سر تا سر جهان مقایسه گردد، یک سنجشی مجهز نیازمند است مانند سنجش شدت زلزله یک مقیاس واقعی کمیتی باید برای زلزله در  مناطق مسکونی و غیر مسکونی به کار  رود که در  سال 1931 توسط richtarو wadati به نام مغناطیس زلزله داخلی بعنوان (مانند) لگاریتمی دهدهی بطور حد اکثر در میکرونها ثبت گردیده است تصویر 22-1 ، یک نقشه زلزله نگاری مشاهبه نقشه هائی که اکنون توسط برنامه trient در جنوب کالیفرنیا طرح گردیده است .

آب بدین مفهوم است که در هر زمان مغناطیس زلزله یک واحد محسوب می گردد نوسان امواج زلزله تا 10 بار افزایش می یابد به عللت وجود دوره (زمان) طبیعی بسیار برای زلزله بسیار از ساختارهای ساختمانی در این گروه قرار می گیرد مغناطیس داخلی طبق عنوان رقمی با ارزش برای مهندسین به جا می ماند به دنبال تعریف مغناطیس نظری تئوری گونه بهتر محدودیتهای کمتری وجود ندارد اما درجه زلزله محدود به پایانی بیشتر توسط نیروی سخره های زمینی است ارسال 1935 تنها تعداد کمی زلزله در درج نگارهائی کم دارای مغناطیس بیشتر از 8% بوده اند ثبت گردهده است آخرین جدول4-1 را برای رقم میانگین زلزله های جهانی مغناطیس های متفاوت مشاهده نمائید.

به طور کلی ،به نوبه خود نظریه ای به دنبال مقیاس مغناطیس   داخلی ریشتر(ml) جدیدترین نظری بوده آن برای مردم کالیفرنیای جنوبی تعریف گردیده است که آن در بر گیرنده مسافتهای کمتر از 600 کیلومتر می باشد. امروزه این روش برای به کار بردن تعدادی از انواع لرزه نگاری ها در سر تاسر جهان گسترش یافته است (تصویر 24-1) را مشاهده نمائید در نتیجه تعداد زیادی درج مقیاسهای  مغناطیس زلزله بر اساس مزمولهائی برای فاصله و روش ها انتخاب یک نوع نوسان موجی مناسب مشخص گردیده است .

مغناطیس موج سطحی (ms)

امواج  سطحی با یک دوره زمانی 20 ثانیه اغلب در بر گیرنده ثبت های لرزه نگار در مساحت های زلزله ها تا بیشتر از 2000 کیلومتر بوده است برای تعیین کیفیت این زمین لرزه ها  gutenber گوتنبرگ مقیاس مغناطیس(ms) را بر اساس سنجش میدان نوسان امواج سطحی در دوره ای 20 دقیقه تعریف نموده است

تصویر 23-1تعریف مغناطیس ریشتر داخلی

مغناطیسی موج بدنه(mb)

با تمرکز عمیق در مورد زلزله های عمیق پی میبریم که آنها دارای امواج سطحی کم و محدودی هستند . بنا بر این زلزله نگاری برای سنجش میدان نوسان موج p عادی گردیده است .

بطوری که تحت تاثیر عمق سنج قرار نگرفته است و بدینوسیله یک موج مغناطیسی p  (mb)مشخص می گردد. این نوع مغناطیس همچنین در مناطق قاره‌ای مانند ایالات متحده امریکایی شرقی مفید بوده است جایی که از ابزارهای اندرسون woodکه بطور قدیمی مورد استفاهده بوده است استفاده نگردیده است .

مغناطیس لحظه ای (mw)به علت اختصارات مهم ml و mbبرای درجه کمتری از ms در تمایز بین بزرگی زلزله ها درجه مغناطیس احظه ای توصیه گردیده است.

معادله (4-1)       mw=(logmo)/1/5-10/7                  در جایی که –یکه لحظه لرزش است.

مغناطیسی

همانگونه که در ابتدا توضیح داده شد ،مقیاس مغناطیس ریشتر(ml)موج های لرزه ای در طی دوره ای با اهمیت ویژه جهت مهندسین ساختاری زلزله می سنجد . بنا بر این اگر چه از نظر نظریه ای بطور گسترده ای ان نیروی زلزله را بطور جدی تر تضمین می زند که ماهیت زمینه زلزله نقطه حرکت برای مقیاس مغناطیسی ریشتر در حدود ml=vاست. مغناطیس موج بدنه(mb) در حدود همان رقم است.

تصویر 24-1 نوسان موج های  seismicتوسط لرزه نگارهای مختلف

(برگزیده از علت زلزله در زمین)  نوشته دیویدmبور.

جدول شماره 4-1 ،زلزله های جهانی در سال

مغناطیس  ms      ms               رقم میانگین

اعداد نوشته می شود             اعداد نوشته می شود      

در مقایسه، مغناطیس موج سطحی (ms)که از نوسان 20 ثانیه ای در امواج سطحی استفاده می کند در حدودms=20است نا مناسب بودن در سنجش درجه زلزله های بزرگ می تواند با مقایسه نمودن زلزله سان فران سیسکو در سال 1960 نشان داده شود و همچنین زلزله چی لین در سال 1960 . هر دو زلزله دارای مغناطیس (ms)3/8 در صدی بوده اند .

اما ناحیه زلزله در زمین لرزه سان فرن سیسکو بطور تقریبی برب با عمق 15 کیلومتر و طول 400 کیلومتر بود در  صفن ناحیه زلزله درchilen  (چی لین) برابر با از زلزله کالیفرنیا بوده .

مقیاس لحظه های مغناطیس (mw)تنها  مغیاس مغناطیسی است که مشکلات فوق را در زلزله های شدید در بر نمی گیرد. دلیل آن به طور مستقیم بر اساس نیرو هایی است که در تولید زلزله دخالت دارند و در میدان نوسان انواع ویژه موج های زلزله ثبت نگردیده اند بنا بر این همان گونه که انتظار می رفتهنگامی مه جریان های مغناطیسی در زلزله سال 1906 سان فران سیسکو و چین در سال 1960 مشخص و ارزیابی گردید. جریان مغناطیسی زلزله سان فران سیسکو –درجه کاهش یافت. با توجه به بحث های فوق کاربرد مقیاس های متفاوت برای سنجش شدید زلزله با مغناطیس های مختلف ارائه گردیده است

md-برای مغناطیس های کمتر از 3

Mlo-mb                               بین 3 و 7                

Ms -               بین 5 و 5/7

Mw برای کلیه مغناطیس ها

برای جدول 5-1  مغناطیس بعد از زلزله های شدید تاریخ منطقه Ms          mw

8-1 نمونه های منشا (منبع) زلزله

شواهد مرتبط در سال 1906 در زلزله کالیفرنیا به دقت نشان داد که صخره های محکم در غرب سن آندرس که سقوط کرد صخره های شمال غرب را در شرق حرکت داده بود .

-hf-reid بقایائی را مورد بررسی قرار داده بود که در مقطع عرظی ناحیه در سال 1906 شکسته شده بود این بقایا در سالهای 1865-1851 ،1892- 1874 ایجاد شده بودند و درست بعد از زلزله موارد زیر نشن داده شد (i) تغییراتی بی ثبات جزئی در ارزیابی در طول زلزله و شکستگی سن آندرسن (ii) جایگزین های تاریخی مهم برابر با نوع زلزله و (iii) حرکت نقاط از مسافت تعیین شد در گوشه های شکستگی 2/3 متری تا بیش تر از دوره 50 ساله در سمت غرب که شمال را تکان داده بود.

بر اساس شواهد زمین شناسی بقایای زمین شناسی و تجربیات آزمایشگاهی reidباعث ایجاد چهارمین نظریه الاستیک (کشش) برای ساختارهای منمبعی گردید که باید امواج زلزله را ایجاد نماید این نظریه پیشنهاد می کند که که شکستگی در زمین در بسیاری از مکان ها به آهستگی توسط نیرو های کششی جایگزین گردیده است.