Землетрясения – это особый вид движения земной коры. Они выражаются в волновых упругих колебаниях и вызывают устойчивые деформации земной коры. По своей природе они могут быть эндогенными и экзогенными. К эндогенным относят вулканические и тектонические землетрясения, к экзогенным обвальные и техногенные.

Подавляющее число землетрясений связано с разрядкой внутренних напряжений, возникающих в недрах Земли. Это самые грозные и разрушительные тектонические землетрясения. Они происходят почти непрерывно. Возникновению любого тектонического землетрясения предшествует накопление в том или ином участке земной коры или мантии тектонических напряжений.

 В определенный момент, когда внутренние силы участка земной коры становятся настолько большими, что породы не в состоянии их выдержать, на глубине происходит их разрыв, сопровождающийся образованием многочисленных малых и больших трещин, часть из которых нередко достигает поверхности земли. Момент разрыва и скачкообразных смещений сторон трещин отдается на поверхности земли подземными толчками. Каждый толчок передает в окружающие породы сейсмические упругие, затухающие колебания в виде продольных, поперечных и поверхностных волн. Наибольшей силы сейсмические волны достигают в области разгрузки тектонических напряжений. Эту область называют сейсмическим очагом.

В строении сейсмического очага различают глубинную зону зарождения землетрясения, или гипоцентр, и область наибольшей силы ударной волны на поверхности, или эпицентр. В пространстве эпицентр является проекцией гипоцентра на поверхность земли. Расстояние от эпицентра до гипоцентра называют глубиной сейсмического очага которая может достигать 800 км.

Кроме землетрясений тектонической природы существуют вулканические, обвальные и техногенные землетрясения.

Обвальные землетрясения обычно проявляются в горных районах и связаны с обвалами больших масс горных пород. Большого ущерба для населения этот тип землетрясения не причиняет.

Вулканические землетрясения возникают лишь в зоне действующих вулканов. Они связаны с прорывами газов и лавы в проводящем канале вулканов и являются предвестниками извержений. Вулканические землетрясения бывают сильными и могут вызвать разрушения в зоне, прилегающей к действующему вулкану.

Кроме природных причин землетрясения могут быть вызваны инженерной деятельностью человека. Ядерные и обычные подземные взрывы, быстрое заполнение горных ущелий водой при создании глубоких водохранилищ – все это может стать причиной землетрясения. Землетрясения, возникающие в результате деятельности людей, называют техногенными.

Самыми грозными и разрушительными являются тектонические землетрясения. Для населения земного шара они являются стихийным бедствием, влекущим за собой разрушение городов и сел, вызывающим жертвы среди населения.

Энергию землетрясения измеряют приборы, установленные на сейсмических станциях. Энергия определяется на единицу площади и выражается в единицах работы – эргах. Более удобной формой для выражения величины энергии является условная характеристика, называемая магнитудой. Магнитуда (М) есть логарифм отношения амплитуды (А) землетрясения к амплитуде стандартного землетрясения (А_ст):

                  (4.1)

Девятиградусная шкала магнитуд разработана Б. Гутенбергом и Ч. Рихтером. В соответствии с ней при землетрясении с магнитудой, равной 1, высвобождается энергия 10¹⁰ эрг, с магнитудой 9 - 10²⁶ эрг.

Силу и интенсивность землетрясения выражают в баллах. Если для определения магнитуды достаточно показаний приборов, то для установления бальности землетрясения используют данные о повреждениях зданий и сооружений, характер поведения людей, животных и другие признаки. В разных странах мира для определения интенсивности землетрясения используют свои шкалы бальности. В Японии принята семибальная шкала, в европейских странах, США и странах бывшего СССР – 12 бальные шкалы. Так, согласно международной сейсмической шкалы, интенсивность землетрясения в 1 балл регистрируется только отдельными сейсмографами. Семибальное землетрясение вызывает повреждение зданий, в ряде случаев возникают или пропадают существующие источники, наблюдаются отдельные случаи возникновения оползней. При десятибальных землетрясениях наблюдается всеобщее разрушение зданий, опасные повреждения плотин, дамб, мостов, дорог, возможны образование трещин, шириной до 1м, оползней, возникновение новых озер. При двеннадцатибальных землетрясениях происходит радикальное изменение земной поверхности.

Действие землетрясений на здания и сооружения вызывает необходимость учитывать их при проектировании и строительстве. С этой целью проведено сейсмическое районирование территории Советского Союза, которым пользуются до настоящего времени во всех его бывших республиках (рис. 4.5).

Рис.4.5. Карта сейсмического районирования территории бывшего СССР

Пользуясь этой картой необходимо учитывать, что указанная сейсмическая активность относится к участкам со средними грунтовыми условиями, характеризующимися песчано-глинистыми отложениями и низким уровнем грунтовых вод (более 6 метров).

В условиях конкретного проектирования расчетная бальность строительной площадки должна быть уточнена в зависимости от слагающих ее грунтов и уровня грунтовых вод.

Практически воздействие землетрясений на здания и сооружение учитывается при бальности 7 и более. Возможность проявления землетрясений с бальностью от 1 до 6 включительно в строительном проектировании не учитывается /1/.

ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ

Вода на нашей планете представлена подземными и поверхностными водами. В отличие от поверхностных вод, подземные воды располагаются ниже поверхности суши и заполняют поры, трещины и другие полости в горных породах. Атмосферная вода и поверхностные воды, просачиваясь в землю, распределяются в ней соответственно геологическим условиям: структуре земной коры, водопроницаемости горных пород, температуре, образуя таким образом в верхней части земной коры подземные воды. Кроме атмосферных в земной коре имеются воды глубинного происхождения. Изучением подземных вод занимается наука о подземных водах – гидрогеология.