ЗАЩИТА ОТ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

ЗАЩИТА ОТ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

В предыдущих  работах были получены зависимости  перемещений:

  ;     (1)

  ;       (2)                                          

  .       (3)

Здесь:  1 -  компонента  перемещений в продольной волне;

             2 – компонента  изгибных   вертикальных  перемещений в поперечной волне;

             3 -  компонента  изгибных   горизонтальных  перемещений в поперечной волне;

              h -  одна  четвёртая часть длины волны;

              c  -  скорость распространения  поперечной волны;

              α  -  скорость распространения  продольной волны.

               -  максимальная  относительная  деформация.       

Полное решение плоской задачи теории упругости сводится, в нашем случае. к определению напряжений   и  ; по найденным  перемещениям  (1;2;3 )

Нормальные напряжения определим, используя закон Гука, записанный в форме Ляме:

 ;        (4)

 ;         (5)

Здесь λ – коэффициент Лямэ;  ∆ - коэффициент изменения объёма; G – модуль упругости второго рода, εx; εy – относительные  деформации   вдоль соответствующих осей .                                                    

Согласно принятой гипотезе разрушения :  и  с учётом формул Коши, нормальные напряжения в продольной волне могут быть записаны:

       (6)

Продольная  волна пронизывает поперечную волну и согласно всё той же гипотезы разрушения, нормальные напряжения σx в поперечной  волне могут быть записаны

         (7)

Для определения напряжений   сравним зависимости, с помощью которых определяются относительные деформации:

                 (8) 

 .               (9)                                                                                                                                                                                                                     

Из сравнения  формул (8) и (9) можно полагать, что, возможно, произвести замену аргумента  x  на  аргумент y. В связи с заменой аргументов появилась необходимость учесть вращательное движение элементарного объёма. Объём совершает поворот вокруг оси  Z и происходит искажение прямого угла (сдвига) с двух сторон по γ/2. Без учёта угла поворота  зависимость (2) можно переписать:

             (10) 

Выражение для определения нормальных напряжений  в поперечной волне принимает окончательный вид:

       (11)

Продольная волна формирует деформацию поперечной волны, поэтому касательные напряжения, возникающие в поперечной волне, определим, используя зависимость компоненты вертикальных перемещений в продольной волне (1):

           (12)

По принятой ранее гипотезе:

                       (13)

Компонента горизонтальных перемещений в поперечной волне,  запишется:

           (14)

                                                  

Касательные напряжения в поперечной волне, без учёта углов поворота, принимают вид:

         (15)

Если определить, относительную деформацию на условном фронте по формуле (9) и подставить эту зависимость в (15), то формула для определения касательных напряжений в поперечной волне принимает окончательный вид:

           (16)

Касательные напряжения зависят от  “x”  линейно, но не могут быть бесконечно большими. В случае плоской деформации :

τmax = τo = ;                 (17)

где σ- нормальное напряжение, при котором происходит разрушение среды.

 При y = 0, t = ; максимальные напряжения возникают на расстоянии  Xmax и это расстояние можно  определить по следующей зависимости :

                      (18)

 Если положить, что    то  .

Следует подчеркнуть, что значение.  хорошо совпадает, с аналогичным значением полученным при осадке цилиндрических образцов

Для построения графического изображения полученных зависимостей используем подстановку: , y = zh; x =;  тогда t = zh/а  - для продольной волны и  t = zh/c – для поперечной волны

 

Рис. 2  Напряжения в поперечной  волне     

 Рис. 2 Соотношения напряжений в грунте при разрушении одной  поперечной  волны

Рис.3    Соотношения   напряжений в грунте  при разрушении  нескольких  поперечных  волн

 

НАПРЯЖЕНИЯ В ПРОДОЛЬНОЙ ВОЛНЕ:

.         (19)                                                            

НАПРЯЖЕНИЯ  В ПОПЕРЕЧНОЙ ВОЛНЕ:

 ;          (20)

               (21)

            (22)

На Рис.2 изображён график нормального напряжения - кривая 1 и  график касательного напряжения  - кривая 2. Эти напряжения возникают в поперечной волне и представлены  стоячими волнами. Одновременное существование этих волн возможно только в том случае, если узлы одних волн приходятся на пучности других, то есть на грани элементарного объёма действуют либо максимальные,  нормальные напряжения, либо максимальные касательные напряжения; в противном случае произойдёт разрушение (рис. 2;3) Напряжения  - кривая 3;  периодически возникают в поперечной волне. Они появляются в ней в тот момент времени, когда её пронизывает продольная волна, которая вызывает в поперечной волне нормальные напряжения  противоположного знака. Место расположения продольной волны определяется положением волн ,как показано на графике.

Становится очевидным факт управления поперечной волны с помощью наложения на неё продольной волны. При неблагоприятном стечении обстоятельств, то есть когда на грани элементарного объёма одновременно действуют  , можно определить эквивалентные напряжения, воспользовавшись третьей гипотезой прочности:

   .           (23)

На  Рис.2 построен график этой функции из которого видно, что разрушающие напряжения в 4,4 раз больше , то есть коэффициент разрушения  . Если это процесс будет усилен отражённой волной и к нормальным напряжениям добавятся , то коэффициент разрушения возрастёт до 10 (рис.3)

Если поперечная волна создана природой, то процессом желательно управлять или хотя бы его контролировать. Контролировать поперечную волну можно,  если подвергнуть её атаке  с тыла или с флангов продольной волной.  Поперечная волна имеет свои параметры, атакующая продольная волна должна иметь  свои  – начнётся процесс наложения сейсмических волн.

Процесс наложения сейсмических волн имеет большое прикладное значение:

  • Можно разрушить морское дно при подходе к берегу цунами и тем самым подавить его или   ослабить, защитив наши морские порты от смыва.
  • Можно разрушить грунт в зоне вечной мерзлоты при прокладке газопровода, существенно сократив материальные затраты.
  • Можно защитить отдельные промышленные  сооружения  или  целые города  от  природных землетрясений,  если на пути следования  природных волн поставить  колонны  (специальные стержни)  Стержни следует установить перпендикулярно к поверхности земли на расчётной глубине. Продольные волны от очага землетрясения приходят раньше поперечных волн,  поэтому  они  создадут в стержнях  колебания;  от установленных стержней  пойдут  продольные волны, следующие в горизонтальном направлении.  При подходе поперечных волн продольные волны атакуют их с флангов и  произведут нарушения закономерностей напряжений,  которые ранее созданы природой – произойдёт землетрясение  на расчётной глубине.

ВЫВОД :   Можно защищать промышленные объекты  (АЭС) или целые  большие города от природных землетрясений.

АННОТАЦИЯ

По ранее  найденным перемещениям   с использованием известных закономерностей теории упругости получены выражения,  с помощью  которых были определены напряжения, возникающие  в среде,  при прохождении в ней сейсмических волн. Анализ полученных зависимостей  позволяет  утверждать, что  нарушение выведенных соотношений  приводит  к разрушению среды или землетрясению.  Подобное утверждение говорит о том,  что  с землетрясениями и с цунами  можно успешно бороться.

                       С уважением  ГИНЦ Ю.П.

        15. 08. 2013. 

Материал в разделах:

Комментарии материала:

Разместить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Другие материалы

На наш взгляд процесс землетрясения начинается с появления продольной волны. Пусть в момент времени  t   продольная волна  пронизывает какой-то слой горной  породы.  Расстояние от условного фронта продольной волны до световой  поверхности составит  h. Поместим начало координат на условный фронт продольной...
В качестве научной дисциплины экология человека появилась не на пустом месте. Она впитала в себя идеи многих исследователей. Сегодня ученые говорят о развитии экологического мышления. Но достаточно вспомнить историю и станет ясно, что наш далекий предок уже был стихийным экологом. Человек палеолита, выбирая пещеру для жилья или место для...
Краснодарские силовики блокируют деятельность известной общественной организации «Экологическая Вахта по Северному Кавказу» под предлогом борьбы с "Открытой Россией", признанной Генпрокуратурой нежелательной организацией.  Работа ЭкоВахты, как кость в горле для местных начальников, привыкших вольно обращаться с природоохранным законодательством. Сильные мира сего правдами и неправдами стараются помешать деятельности экологов.  9 апреля 2019г., в 6 ча...
«У меня есть друг» - так называется  видеоролик созданный инициативной группой помощи морским животным «Друзья океана» и актерами Сахалинского Чехов-центра, призванный  привлечь внимание общественности к проблеме варварского отлова косаток и белух. Россия - единственная страна, где происходит жестокий отлов косаток и белух. В нашей стране закон позволяет это делать в учебных и культурно-просветительских целях, но, по факту, после отлова их продают в за...
26 апреля в Барнауле состоялось подведение итогов регионального этапа национальной премии «Гражданская инициатива» и торжественная церемония вручения призов – «Живой капли добрых дел». Данная премия была учреждена Комитетом гражданских инициатив и фондом Алексея Кудрина в 2013 году. Её основная задача – поиск и поддержка гражданских лидеров, новых лиц современного российского общества. Тех, кто сами, по своей инициативе, пытаются что-то изменить и уже добились...
Общественные организации со всего мира выступили против признания гидроэнергетики возобновляемым источником энергии и поощрения её дальнейшего развития в рамках Парижского климатического соглашения и других институтов ООН. 13 мая 2019 года в Париже на специальном съезде представителей экологических организаций и коренных народов, пострадавших в результате строительства крупных плотин, было озвучено  совместное заявление под названием «Пустые обещания гидроэнергетики: как плотины не об...
Проводимая сейчас мусорная реформа совершенно не способствует внедрению раздельного сбора мусора - к такому выводу пришли политики и представители бизнеса в Новосибирске. Новосибирское «Яблоко» организовало встречу по проблемам мусорной реформы. 13 апреля заместитель председателя «Яблока» Николай Рыбаков и представители Новосибирского реготделения партии встретились с Александром Волковым - исполнительным директором мусоровывозящей компании «Арктика Сити». В р...

Другие записи блогов

18.03.14 | В блоге: Михаил Пищулин
Видео из цикла чудеса России Любой житель нашей страны сходу сможет назвать самое глубокое в мире пресное водохранилище. Но мало кому известен уникальный водоем, который не отстает от Байкала по чистоте и прозрачности. Это озеро Тургояк. Несмотря на разницу в возрасте и размерах, у них действительно много общего -- вода в обоих озерах маломинерализованная и очень мягкая. Неудивительно, что Тургояк, как и Байкал, считается одним из чудес России.      
09.01.14 | В блоге: Сергей Артемчук
Если предположительно человеческий разум может рождать живые органические соединения, то и эти соединения должны быть подобны разнообразию биологической материи. Собрались два человека вместе и затеяли какое либо мероприятие.  Есть простейшее живое органическое формирование. Здесь присутствует взаимный интерес (углерод), какие-либо достоверные сведения о предмете интереса (кислород), соответствующие эмоции (водород). На основе знаний и житейского опыта в процессе интеллектуальных «хи...
06.05.18 | В блоге: Гость
Активистка движения за защиту прав коренных народов Полина Шулбаева на своей странице в фейсбуке прокомментировала видео, показывающее масштабы вырубки леса в Первомайском районе Томской области: "Описать это трудно, это нужно видеть, и это только одно место складирования леса, в одном из районов Томской области. Напомню, что три района Томской области, в которых лес под вырубку продали в аренду китайским заготовителям на 49 лет, - так вот три района, по Федеральному Закону относятся к...
21.10.13 | В блоге: Николай Бычек
  Новые разработки Центра по сапропелю в области почвообразования дают возможность перспективы восстановления истощенных и техногенно нарушенных   земель, создания плодородного слоя и зеленых лесных массивов, земледелия в пустынях и на засоленных территориях. Такая возможность появилась с созданием капсульного сапропелевого почвообразователя. Разработана технология его производства и внесения в различные типы восстанавливаемых почв или вновь образующихся плодородных территорий....
11.10.11 | В блоге: Сурен Газарян
Зерновой терминал в Туапсе. Фото с сайта morproekt.com Вчера, 10 октября, в городе Туапсе наблюдались мощные выбросы пыли из зернохранилища ОАО "Туапсинский морской торговый порт". Ветер дул со стороны моря, поэтому вся пыль попадала на дома, расположенные по улице Горького. У людей, находившихся в это время в зоне воздействия выброса, ощущалось сильное першение в горле и жжение в носоглотке. Осенью 2009 года порт запустил в эксплуатацию новый экологически опасный терминал на своей те...
22.08.12 | В блоге: Кирилл Р.
Дэвид Майер де Ротшильд – потомок одной из богатейших семей мира, дипломированный специалист по натуропатии и чемпион Великобритании по конному троеборью среди юниоров, один из лучших женихов Англии за 2003 год, занявший по версии журнала Tatler второе место, опередив принца Уильяма и Хью Гранта, решил посвятить свою жизнь путешествиям и проблемам экологии. Всё началось с того, как Дэвид Ротшильд покинул Лондон с целью переезда в Новую Зеландию, где Дэвид купил ферму для производства эк...
11.05.13 | В блоге: Татьяна Струсь
В 1984 году по решению Исполнительного комитета народных депутатов Тюменской области, территория площадью 420 га, была объявлена Памятником природы «Ханты-Мансийские холмы», сроком на 15 лет. В целях сохранения уникальных природных комплексов в соответствии с распоряжением Президиума Правительства ХМАО от 17.10.2000 № 375-рпп, создано учреждение - Природный парк «Ханты - Мансийские холмы» с расширением границ с 420 га до 749 га. 16 января 2001 года организовано государственное учреждение с...
17.08.11 | В блоге: Борис Лебедев
Средняя линия Какой огромный и прекрасный в своем многообразии мир мы видим и ощущаем. Величественные горы, живительный воздух, прозрачность воды и красота грозных молний и северного сияния... А ведь в основе всего этого - одни и те же элементарные частицы, атомы и молекулы. Что же принуждает одинаковую исходную материю принимать различные физические состояния - твердое (горы), жидкое (вода), газообразное (воздух), плазменное (молнии и северное сияние)? Это может происходить лишь в результате во...
09.09.11 | В блоге: Серебряный Стриж
13- 18 сентбяря РУДН и ДГТУ проводят 10-ю международную конференцию "природоохранные технологии освоения недр". Оргкомитет: ректор ДГТУ проф Исмаилов ТА, завкафедрой РУДЕ проф Воробьев АЕ, начальник Управления по недороползованию по ГД Роснедра Минприроды России Багатаев РМ
07.06.12 | В блоге: Виталий Знаменский
Откуда взялась вода? Читаем БИБЛИЮ, Книги Священного писания ВЕТХОГО и НОВОГО ЗАВЕТА. канонические в русском переводе с Параллельными местами. М., 1993 г. (перепечатано с Синодального издания). В начале бог сотворил небо и землю. 2. Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною;  Дух божий носился над водою. 6. И сказал Бог: да будет твердь посреди воды, и да отделяет она воду от воды. 7. И создал бог твердь; и отделил  воду, которая под твердью, от воды, которая над твердью....
08.12.13 | В блоге: Ася Николаева
У нас на популярном радио постоянно крутится реклама какого-то нового престижного поселка. Маленький мальчик рассказывает, что женится на своей подружке Ленке, потому что она тоже живет в этом поселке. Немало в этой рекламе не слишком приятного, но каждый раз, как я ее слышу больше всего меня поражает то, что мальчик хвалится, что у него высокий забор.  И вот совершенно случайно я прочла статью в Русском Репортере, где специалист комментирует подобные моим ощущения от заборов. Точка зрения...
09.02.11 | В блоге: Игорь Лютаев
Общественный экоконтроль на территории Томской области организовывается уже многие годы. Одним из основных направлением деятельности общественников является борьба с браконьерством на реках области: печатаются брошюры, памятки с правилами рыболовства, проводятся акции, ну и конечно, организуются рейды по борьбе с браконьерством. Вот и в этом году томские общественники при поддержке фонда GGF организовали уже 7 рейдов на р. Обь по пресечению браконьерского промысла самоловами. Самое большое колич...
11.08.11 | В блоге: Михаил Соколов
Для экологии мегаполиса самую большую угрозу несут огромная плотность населения и стриженые газоны. За последние 100 лет среднегодовая температура в Москве поднялась на 2,3 градуса Цельсия (в среднем по планете – на 0,8о С). Причем в огромном городе разница между температурой на окраинах и в центре достигает 3-4 градусов, в результате чего, например, вегетация в центре города наступает весной на 10 дней раньше. За последние десятилетия изменился не только климат, но экология мегаполиса из-за зас...
18.02.12 | В блоге: Александр Пильников
Конкурсы родного края  5-го февраля прошла рабочая встреча членов инициативной группы "Краснокаменский рай",  НКО "Чиндачи" с потенциальными спонсорами. В ходе плодотворной дискуссии удалось привлечь к общественным мероприятиям более ста тысяч рублей. На весенний период запланировано пять мероприятий:   Конкурс литературного творчества юных краеведов «Край родной  - Забайкалье»; Конкурс детского изобразительного творчества...
13.08.10 | В блоге: Александр Дубынин
  В Курьинском районе Алтайского края завершила свою работу V межрегиональная образовательная экспедиция «Летняя лесная школа - Колывань 2010». В мероприятии приняли участие более 100 человек из пяти соседних регионов – Алтайского края, Республики Алтай, Новосибирской, Омской и Томской областей.  Для школьных групп сибирской сети «Хранителей леса» ботаники, зоологи, почвоведы, специалисты в области охраны природы провели занятия по полевой биологии, мастер...

Фотогалерея

Интересные ссылки

Коллекция экологических ссылок

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

Активность на сайте

сортировать по иконкам
8 часов 52 минуты назад
lisekmoriges@gazeta.pl lise...
lisekmoriges@gazeta.pl lisekmoriges@gazeta.pl аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 142,769 |

I am from Slovenia. I can help with build this forum. Thanks for approved.

Jaz sem Slovenka. Lahko pomagam pri razvoju foruma.

...
8 часов 53 минуты назад
lisekmoriges@gazeta.pl lise...
lisekmoriges@gazeta.pl lisekmoriges@gazeta.pl аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 142,769 |

I am from Slovenia. I can help with build this forum. Thanks for approved.

Jaz sem Slovenka. Lahko pomagam pri razvoju foruma.

...
3 недели 5 дней назад
mareksemel@yandex.com marek...
mareksemel@yandex.com mareksemel@yandex.com аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 142,769 |

ich habe ein Problem mit diese

5 недель 1 день назад
tomekwazerko@gazeta.pl tome...
tomekwazerko@gazeta.pl tomekwazerko@gazeta.pl аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 142,769 |

...

5 недель 1 день назад
tomekwazerko@gazeta.pl tome...
tomekwazerko@gazeta.pl tomekwazerko@gazeta.pl аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 142,769 |

...

размешен 17.05.19 | Тип: Статью

В районах Алтайского края растёт и ширится сеть добровольцев, осуществляющих общественный экологический контроль. Это стало возможным благодаря реализации проекта «Добровол...

размешен 17.05.19 | Тип: Статью

10 мая 2019 года ушел из жизни Виктор Георгиевич Горшков - профессор, доктор физико-математических наук,  автор...

размешен 15.05.19 | Тип: Новость

С 1 января 2019 года владельцы бизнеса и сотрудники компаний могут превратить процедуру утилизации ненужных документов в помощь природе!

Вопрос о сохранении...

размешен 14.05.19 | Тип: Статью

Общественные организации со всего мира выступили против признания гидроэнергетики возобновляемым источником энергии и поощрения её дальнейшего развития в рамках Парижского климат...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал