5.2 Оцінка ступеню руйнування та розмірів зон руйнування при землетрусі

Землетруси е одним із найбільш грізних природних катастроф по числу жертв, обсягу пошкоджень, по величині території, яку вони охоплюють і по важкості захисту від них. Цьому сприяє і психологічний фактор: джерела землетрусів, які знаходяться в надрах землі, невидимі. Землетрус ударяє подібно блискавці і за кілька десятків секунд лишає за собою руйнування, спустошення і десятки тисяч загиблих. Незважаючи на зусилля сейсмологів, землетруси часто приходять неочікуване.

Половина людства живе в сейсмічно – активних областях, тобто в районах, де можливі руйнівні землетруси. В Україні найбільш небезпечними у сейсмічному відношенні е області Закарпатська, Івано – Франківська, Чернівецька, Одеська та Республіка Крим. На території Закарпаття відзначаються осередки землетрусів з інтенсивністю 6 – 7 балів(за шкалою Ріхтера) в зонах Тячів – Сигет, Мукачеве – Свалява. Найбільш значні землетруси малі місце в Закарпатті в ХV111 столітті – 2 рази, Х1Х – 6 разів, у ХХ ст.. – 8 разів.

Руйнування будинків, споруд та інших об’єктів при землетрусі залежить від прояву інтенсивності енергії землетрусу на поверхні землі, яка вимірюється в балах по шкалі Ріхтера, глибини, від міцності об’єктів та тривалості дії землетрусу. В загальному випадку осередки ураження при землетрусі можна порівнювати з осередками ядерного ураження. У зв’язку з цим оцінка можливих масштабів і ступеня ураження при землетрусах може бути проведена аналогічно оцінки руйнування при ядерному вибуху. Різниця оцінці в тому, що як критерій дії землетрусу використовують не максимальний надмірний тиск у фронті ударної хвилі, а максимальну інтенсивність землетрусу в балах за шкалою Ріхтера. При дії землетрусу утворюється осередок ураження.

Осередком ураження при землетрусі називають територію, в межах якої утворилися масові знищення і руйнування будинків, споруд і інших об’єктів, що супроводжується ураженням і загибеллю людей, тварин і рослин.

Осередки масового знищення виникають, як правило, в районі(зоні) землетрусу, де інтенсивність за шкалою Ріхтера складає У11 – У111 балів і більше. При цьому більшість будинків і споруд отримують середні і сильні руйнування. В районі землетрусу може бути один або кілька осередків враження в залежності від кількості населених пунктів, які піддадуться руйнуванню.

Оцінку можливих масштабів руйнувань при землетрусі проводять за інтенсивністю(силою) землетрусу. Силу землетрусу можна розрахувати за формулами:

в епіцентрі І_Н = 1.5М – 3.5 lg Н + 3 (балів);

на відстані R I_R = 1.5М - 3.5 lg+ 3 (балів),

де Н – глибина гіпоцентру, км; R – відстань від епіцентру, км.

Сильні струси ґрунту будуть спостерігатися на значних відстанях від епіцентру.

Наприклад, при М = 8 - 9 балів струси будуть відчуватися на відстані до 100 – 160 км протягом 0.5 – 1.5 хв.

5.2.1 Визначення інтенсивності землетрусу в епіцентрі і на відстані від епіцентру

За землетрусу в осередку ураження виділяють зони повних(сильних) середніх(слабких) руйнувань. Приймають, що на місцевості, де інтенсивність землетрусу менша за 5 балів, руйнування або незначні, або відсутні, за інтенсивності 7 і більше балів руйнування повні та сильні, а в інтервалі інтенсивністей від 5 до 7 спостерігаються слабкі та середні руйнування.

Оцінку можливих масштабів руйнувань за землетрусу проводять за інтенсивністю(силою) землетрусу. Силу землетрусу можна розрахувати залежно від глибини гіпоцентру і величини магнітуди за формулами:

- у епіцентрі інтенсивність: І_Н = 1.5М – 3.5 lg Н + 3 (балів);

- на відстані R: I_R = 1.5М - 3.5 lg+ 3 (балів),

де Н – глибина гіпоцентру, км; R – відстань від епіцентру, км., М – магнітуда землетрусу.

Приклад за завданням: За конкретним значенням магнітуди землетрусу(М = 6), глибині гіпоцентру(Н =50км) і відстані від епіцентру до об’єкта (R = 55 км) треба визначити інтенсивність у епіцентрі землетрусу, а також визначити, якою буде спостерігатися інтенсивність на об’єкті.

Розв’язування:

Інтенсивність землетрусу в епіцентрі: І_Н = 1.5М – 3.5 lg Н + 3 = 1.5* 6 – 3.5 lg 50 + 3 = 9 – 5.95 + 3 = 6.05 балів

На відстані 55 км: I_R = 1.5М - 3.5 lg+ 3 = 1.5 * 6 – 3.5lg+ 3 = 5.45 балів

Рисунок 5.1 – Руйнування в осередку землетрусу