اطلاعات اولیه
زمین لرزه از لرزشهای قابل اندازه گیری سطح زمین است و کمتر توسط امواج حاصل از رها شدن ناگهانی انرژی در درون زمین بوجود می‌آید. آثار سطحی زمین لرزه ممکن است به صورت صدمه به
سازه‌ها ،
گسلش و حرکت پوسته ، نشست زمین و آبگونگی ، گسیختگی دامنه‌ها در خشکی و
دریا و سرانجام ایجاد امواج در محیطهای آبی باشد.
قسمت اعظم زمین لرزه‌ها منشا تکتونیکی دارند.
زمین لرزه‌های تکتونیکی در اثر ذخیره شدن بیش از حد انرژی بیش تنیدگی ، در بخشی از پوسته ایجاد می‌شود. افزایش بیش از حد تنش خم شدن و تغییر شکل پوسته ، تمرکز کنشهای بر جا در توده سنگ ، گسلش و بالاخره زمین لرزه را باعث می‌شود. زمین لرزه‌های بزرگ معمولا در اثر گسیختگیهای سطحی یا نزدیک به سطح زمین ، که در ارتباط با یک یا چند
گسل هستند، ایجاد می‌شوند.
انواع تغییر شکلهای ناشی از زمین لرزه
گسلش
در ارتباط با اهمیت گسلها در
مهندسی زلزله می‌توان گفت که زمین لرزه‌های با عمق کانونی کم ، که معمولا مخربترین زمین لرزه‌ها هستند، اغلب در ارتباط با گسل خوردگی هستند. گسلش ممکن است یک شکستگی منفرد یا مشتمل بر سیستمی متشکل از شاخه‌های فرعی باشد. بنابراین شناسایی گسل عاملی مهم در مطالعات مربوط به ارزیابی احتمال وقوع و بزرگی زمین لرزه است.
باید اضافه کرد که برای شناسایی گسلها معمولا محدودیتهایی وجود دارد. به عنوان مثال در نواحی دارای
رسوبات یخچالی ، معمولا دستیابی به نیمرخی که حاوی چینه بندی منظم و قدیمی تر از 3500 سال باشد، مشکل است. در این نقاط روش مرسوم حفر خندق (ترانشه) ، برای بررسی مستقیم گسیختگی ایجاد شده در
لایه بندی ، ممکن است برای چینه‌های هولوسن بکار نیاید. علاوه بر آن در این نقاط جابجایی گسل اغلب تا سطح زمین نمی‌رسد، زیرا در برخی موارد سنگهای هوازده نزدیک سطح می‌توانند افزایش را به خود جذب نمایند.
بیشترین شدت و بزرگی یک زمین لرزه در سطح زمین الزاما در روی اثر (خط) گسل دیده نمی‌شود. عوامل موثر در این مورد شامل
عمق کانون و شیب گسل به نظر می‌رسد که فاصله‌ای افقی از گسل ، برابر عمق کانون ، سرعت تضعیف استهلاک زمین لرزه و کاهش شدت آن نسبتا کم است و در محدوده فراتر از آن استهلاک سریعا افزایش می‌یابد.
رفتار خاک در برابر زمین لرزه
بر اثر اعمال تنش برشی چرخه‌ای به
خاک ، که ناشی از امواج رسیده از سنگ بستر است، خاک تحریک می‌شود.
- نشست و آبگونگی :
لرزشهای ناشی از زمین لرزه می‌تواند چند پدیده مهم را در خاک باعث شود که شامل تراکم خاکهای دانه‌ای که منجر به نشست سطح زمین می‌شود و می‌تواند در محدوده وسیعی اتفاق بیافتد، است. آبگونه شدن ماسه‌های ریز و ماسه‌های لایدار که منجر به از بین رفتن کامل مقاومت خاک شده و باعث نشست و حتی برگشتن سازه‌ها و گسیخته شدن دامنه‌ها می‌شود و کاهش مقاومت در خاکهای چسبنده نرم که منجر به نشست سازه شده و می‌تواند برای سالها ادامه داشته باشد.
- نشست حاصل از تراکم :
تنجشهای برشی چرخه‌ای باعث تراکم خاکهای دانه‌ای می‌شود که نشست زمین را به همراه دارد. حرکات افقی ناشی از لرزشها تا زمانی که چرخه‌ها نسبتا نزدیک به هم باشند، حتی اگر تنجشهای برشی چرخه‌ای نسبتا کوچک باشد، باعث تراکم خاک می‌شوند.
- پدیده روانگریی :
روانگرایی (روانگونگی یا آبگونگی) چرخه‌ای ، به واکنش خاک در برابر بارهای دینامیکی یا تحریک ناشی از امواج برشی زود گذر اطلاق می‌شود که در نتیجه آن مقاومت خاک بطور کامل از بین رفته و خاک حالتی آبگونه به خود می‌گیرد. پدیده آبگونگی در آلاسکا و ژاپن در سال 1964 در شیلی و در سال 1960 باعث نشست و کج شدن ساختمانها ، فرو رفتن و محو جزایر ، تبدیل زمینهای خشک به دریاچه‌ها ، نشست راهها و دیگر خاکریزها و سرانجام فرو رفتن و غرق شدن وسایل نقلیه و کامیونها در زمین شد.
مثالی در مورد آبگونی بخشی ، وضعیت یک ساختمان در شهر مکزیکو است که بر روی رس لایدار نرم بنا شده بود. این ساختمان تا زمان وقوع زمین لرزه در سال 1957 هیچگونه نشستی نداشته است. بر اثر این زمین لرزه ساختمان 5 سانتیمتر نشست نمود. از آن پس نشست سالانه آن بین 3 تا 5 سانتیمتر در سال بوده است.
گسیختکی دامنه‌ای
گسیختگی دامنه‌های طبیعی یا مصنوعی (خاکریزه‌ها و
سدهای خاکی) از دیگر اثرات سطحی زمین لرزه است.
- دامنه‌های طبیعی :
نیروهای زمین لرزه در موارد متعددی باعث گسیختگی دامنه‌ای شده است که اغلب ناشی از فشار آب منفذی زیادی است که به این ترتیب ایجاد می‌شود. اینگونه فشارهای آب منفذی می‌تواند در دامنه‌های پر شیب متشکل از سنگهای به شدت درز دار یا با لایه بندی پر شیب یا خاکهای ریز دانه اشباع شده (حتی با دامنه کم شیب) ایجاد شود. به عنوان مثال در زلزله 1920 کانسو در چین یک شهر را بطور کامل در زیر جریان رسوباتش مدفون کرد.
- سدهای خاکی و خاکریزها :
در صورتی که خاکریزها بر اثر زمین لرزه گسیخته شوند، معمولا به دلیل گسترش جانبی ناشی از گسیختگی پی است. سدهای خاکی اگر خوب ساخته شده باشند، قادرند لرزشهای متوسط تا 0.2g یا حتی بیشتر را تحمل کنند. بیشترین ریسک ، خطر گسیختگی مربوط به سدهایی است که بر روی خاکهای بدون چسبندگی و اشباع شده ساخته شده و ممکن است تحت تاثیر لرزشهای شدید قرار گیرند.
تسونامی و امواج دریاچه‌ای
تسونامی عبارت است از
امواج دریا با طول موج زیاد که در زمان رسیدن به ساحل از ارتفاع زیادی برخوردار می‌شوند و در نتیجه صدمات زیادی را به همراه دارند. عامل ایجاد کننده این امواج زمین لرزه‌های زیر دریایی است. عقیده لرزه شناسان بر این است که این امواج ممکن است به علت یک تغییر شکل ناگهانی در شکل بستر دریا ، که می‌تواند بر اثر جابجایی ناشی از گسلش باشد، یا در مواردی نادر بر اثر لغزشهای عظیم رسوبات در
فلات قاره ایجاد شود.
تسونامی‌ها بیشتر در سواحل اطراف
اقیانوس آرام دیده می‌شوند. کشور ژاپن بیش از جاهای دیگر در معرض تسونامی بوده است. در یک مورد در سال 1896 امواجی به بلندی 23 تا 30 متر به سواحل شمال شرقی ژاپن حمله کرد و ضمن وارد آوردن خسارات زیاد 27000 کشته بر جای گذارد. همچنین آخرین مورد آن در اوایل سال 2005 در جنوب شرقی آسیا بیش از 150000 کشته بر جای گذارد و خسارات فراوانی به این منطقه وارد کرد.
مباحث مرتبط با عنوان
