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:

Другие новости

Другие записи блогов

25.02.24 | В блоге: Гость
Из Кении есть повод снова написать про уродские и недопустимые планы строительства дороги, разрубающей нацпарк «Лосиный остров», против которых выступают и жители Королева и Мытищ, и академики и член-коры РАН. При этом никаких альтернатив решения транспортной проблемы Королева без ущерба для нацпарка не предлагается, а они есть.   У столицы Кении Найроби есть своего рода Лосиный остров – примыкающий к мегаполису маленький нацпарк Найроби (чуть меньше по площади...
23.08.11 | В блоге: Сергей Фришман
Немного пофантазируем, представим, как будет выглядеть Земля в 2057 году.  Фильм "2057 - планета Земля через 50 лет"   часть 2 Часть 3 источник http://green.tomsk.ru/node/1007
03.05.24 | В блоге: Гость
Любите ли вы чучела – натуральные, специальным образом обработанные трупы животных? Я – нет. В принципе, делать чучела и торговать ими не запрещено. Но есть нюанс… В феврале 2024 года специалисты проанализировали содержимое трёх сайтов – «Лавка подарков», «Зооколлекции» и I-Prize. Это интернет-магазины, где в числе прочего продаются чучела животных. Сама по себе идея украшать жильё мёртвым животным не кажется мне хорошей, но на указанных сайтах...
16.09.11 | В блоге: Федор Семенович
Обитает это животное лишь в одном месте Земного шара, на материке загадок и неожиданностей, в Австралии. Оно не похоже ни на какого другого зверя. Даже о его открытии и названии существует несколько версий. Но давайте обо всем по порядку. Это сейчас любой ребенок знает, как называется животное с большими мускулистыми задними лапами, длинным хвостом и кармашком на животе. А первые европейцы, оказавшиеся в Австралии, были очень удивлены, увидев его. Они попробовали жестами выяснить у туземцев, как...
01.03.13 | В блоге: Юрий Котенёв
  Фотовыставкой «Золотые горы Алтая»  на прошлой неделе стартовал наш большой проект по Алтаю.  Спустя несколько дней после открытия хотелось бы подвести небольшой итог недельной работы нашей выставки и проекта в целом. Начнем с открытия. Сами того не ожидая мы произвели большой интерес  к нашим событиям.  На торжественную часть по приблизительным  подсчетам пришло около 60-ти человек, из них  журналисты из различных СМИ; представители ООН, Постоянн...
12.04.13 | В блоге: Артем Петров
12 апреля 1961 года это день когда наша цивилизация вновь стала ближе к звездам. Почему вновь ,да потому что в наших сказаниях и летописях упоминалось время когда люди умели летать к звездам, упадок после великой ассы (звездной войны) ,привел к тому что нашей цивилизации потребовались тысячелетия ,чтобы сделать это вновь. К сожелению наши знания о еще незабытом времени пытаються исказить уже сейчас в угоду нашим врагам, а враги наши это враги всего человечества, потому что мы славяне стоим на ст...
18.12.10 | В блоге: Елена Горбатых
Информация размещена по адресу http://ecodelo.org/moeselo
09.02.18 | В блоге: Лена ЛЮБИМАЯ ПЛАНЕТА
1. Мы все едины. Один за всех и все за одного.  Создаем коллективное сознание.  2. Нет конкуренции. Есть только поддержка друг друга.  Я заменяем на ТЫ и МЫ.  3. Нет вражды. Если кто-то думает, что он нам враг,  то мы так не думаем!  4. Тотальное прощение и принятие других. Мы все несовершенны. Зачем кого-то критиковать?   5. Тотальное прощение и принятие себя. Чувство вины заменяем на работу над собой.  6. Нет свободной воли. Зачем она нужна?   Свобо...
24.12.10 | В блоге: Анастасия Зуева
Дети с ограниченными возможностями – воспитанники коррекционных школ, нуждаются в особых формах проведения экологического образования и воспитания. Активное использование тактильного и зрительного анализаторов предполагает особый раздаточный материал, часто отсутствующий в необходимом количестве в образовательном учреждении. Кроме того, позитивное заинтересованное участие в образовательном процессе студентов может способствовать повышению эффективности обучения учащихся. Команда проекта "Э...
03.09.16 | В блоге: Юрий Жуков
Иду на выборы в Думу 18 сентября этого года, а год нынче 2016, я иду на выборы, чтобы избрать «своего» депутата, который будет за меня сочинять и издавать новые законы. Надеюсь, уважаемый читатель, что и вы пойдёте избирать «своего» депутата близкого вам по духу. Не знаю как для вас, а мне безразлично к какой партии мой депутат будет принадлежать. Мне важно, чтобы у моего депутата было два важных свойства – чтобы у него была совесть, и чтобы он был инженер. С необходимостью совести, я думаю, все...
10.02.11 | В блоге: Виктор Ляшевскии
18 февраля 2011 года в конференц-зале ТГУ (ул. Ленина 36, 2-ой этаж) пройдет круглый стол «Социальные сети: создавая новую реальность» с российским лицом Facebook Антоном Меркуровым. Организаторы: «Школа Гуманитарных Инноваций», НОУ «Открытый молодежный университет» при поддержке Управления по молодежной политике и спорту г. Томска. Дата проведения: 18.02.2011, 16:30 - 21:30 Для кого это мероприятие? К участию приглашаются все интересующиеся тематикой круглого стола и люди, заинтересованные в...
18.03.14 | В блоге: Михаил Пищулин
По теме генерального плана посёлка Тургояк и про необходимость эффективного использования ресурсов      
03.10.12 | В блоге: Виталий Знаменский
  Пришла пора и я детально проработал книгу «Игнорирование экологических угроз» (М.: Физматлит, 2007 г. - 120 с.), подаренную мне её автором Игорем Викторовичем Гординым. Книга написана на весьма актуальную тему: причины недооценки населением экологических угроз. С начала книги идет перечень  настроений людей, как отражение процесса игнорирования экологических угроз, а затем, немного нелогично, приведено строгое статистическое доказательство, что человечество вымирает...
19.12.11 | В блоге: Михаил Гунькин
В данной серии статей я планирую рассказать о таком важном явлении, затрагивающем сеть интернет, как информационные войны. Не секрет, что в наше время на планете Земля противоборство между различными центрами силы носит во многом информационный характер. Это касается как взаимоотношений между государствами, так и между различными социальными группами, или классами. Последствия информационных войн могут быть столь же глобальными и долговременными, что и результаты войн настоящих. Так, поражение в...
05.05.11 | В блоге: Ася Николаева
1 Мая в Красноярске прошло несколько демонстраций. Раньше всех шли коммунисты. Но в этом году красная колонна шла с зеленым хвостиком - движением "В защиту березовой рощи". Колонна выдвинулась от магазина "Хамелеон", прошла по ул.Мира, потом плавно завернула на пл.Револющии и встала на митинг. Среди выступающих слово было предоставлено и "рощинцам". Посыл в общем понятен - под популярным псевдонимом "благоустройство" кусок березовой рощи между Академгородк...

Фотогалерея

Художник Павлушина Наталья

Интересные ссылки

Коллекция экологических ссылок

Коллекция экологических ссылок

 

 

Другие статьи

Активность на сайте

сортировать по иконкам
3 года 17 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 310,071 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

3 года 19 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 310,071 |

Thank you, your site is very useful!

3 года 19 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 310,071 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

3 года 47 недель назад
Евгений Емельянов
Евгений Емельянов аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 310,071 |

Возможно вас заинтересует информация на этом сайте https://chelyabinsk.trud1.ru/

3 года 19 недель назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 9,647 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!