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...
3 октября 1933 года родился выдающийся ученый и защитник природы Алексей Владимирович Яблоков. Таким людям как Алексей Владимирович, да жизнь бы вечную! Как многое изменилось бы на Земле с такими подвижниками. Он указывал нам Путь и освещал Дорогу. Вокруг него мы собирались, рядом с ним - воодушевлялись. Просто потому, что у него не было других целей, кроме как спасать! Спасать Природу, спасать бестолковое Человечество. Его знали и любили на всей Планете, и он любил Планету и её ж...
27 октября 1927 года был учрежден Репетекский государственный биосферный заповедник. Унесшая жизни уже 17 млн человек пандемия COVID-19 показала, насколько разобщенным остается человечество. В России зафиксировано пять новых эпизодов давления в отношении экоактивистов.  Эти и другие темы в новом выпуске Обзора эконовостей Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и...
23 октября отмечается Международный день снежного барса (ирбиса). Жители Аскизского района, республики Хакасия собрали необходимое количество голосов для проведения референдума против открытия в районе угледобывающих предприятий. На Седьмой Встрече Сторон Орхусской конвенции было принято решение по Беларуси, которое признало ликвидацию Экодома случаем преследования и притеснения общественных организаций. Эти и другие темы в новом выпуске Обзора эконовостей Международного Социально - экологи...
13 ноября 2008 года создан Нижнеднестровский национальный природный парк. В  регионах России появляется все больше экологических инициатив направленных на раздельный сбор отходов и борьбу со свалками. В Лондоне впервые вручили премию Earthshot Prize за лучшие решения для защиты планеты. Эти и другие темы в новом выпуске Обзора эконовостей Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития чело...
18 ноября 2019 г. создан национальный парк «Зигальга». Россия является антилидером среди крупных экономик мира по государственным расходам на здравоохранение. В Индии объявлен локдаун и удаленка — не из-за ковида, а из-за жуткого смога. Эти и другие темы в новом выпуске Обзора эконовостей Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интересное, что произошло в Ро...

Другие записи блогов

19.02.11 | В блоге: Наталья Легачева
Вот несколько фотографий из леса
18.05.13 | В блоге: Evgeniya Eremina
18 мая состоялись первые в этом году весенние наблюдения за птицами в поселке Тимирязево. Орнитологи НИ ТГУ Н.Л.Яблочкина и Г.Р.Мударисова (ОГУ «Облкомприрода») «вооружили» две команды учащихся 3 и 5 классов школы №64 биноклями и определителями, организовали соревнование по определению птиц родного края – бердинг. В поле зрения ребят попали 20 видов сибирской орнитофауны: Горихвостка-лысушка, Воробей полевой, Голубь сизый, Дрозд-рябинник, Дрозд-белобровик, Кедровка, Конек лесной, Коршун...
21.03.11 | В блоге: Михаил Гунькин
Последние рубежи Фукусимы Может потребоваться эвакуация 17 000 британских граждан Прилагаются отчаянные усилия, чтобы остановить ядерную катастрофу на последних рубежах В одном из реакторов хладагент выкипел «досуха» У Японии есть 48 часов, чтобы избежать «нового Чернобыля» Британский МИД обеспечивает бесплатный вылет британцев из Токио Богатые борются за места в частных самолётах, вылетающих из страны, а рядовые пассажиры заполонили токийский...
18.10.11 | В блоге: Сурен Газарян
Я решил изложить эту печальную историю после просмотра последнего интервью Путина, где его сравнили с Рузвельтом. Советую запастись терпением, текст длинный. В нем впервые опубликованы многие документы, собранные нами за долгие годы борьбы с незаконным строительством. История началась еще в 1980-е, когда на западном склоне горы Фишт сочинские спасатели построили странного вида хижину. С легкой руки спасателей местность вокруг хижины назвали «Лунной Поляной». В 1990-е годы бывший спас...
20.04.11 | В блоге: Елена Бабина
14 апреля 2011 г. в Николаевской районной библиотеке состоялся семинар АНО «Николаевский-на-Амуре информационно-культурный центр  «Книголюбы» «Экологическая акция – актуальный инструмент для развития экологического движения». Семинар проходил в рамках проекта «Пять экологических чудес Нижнеамурья».  На семинаре присутствовали библиотекари города и района, представители администрации. О поддержке районной администрацией экологического про...
22.07.13 | В блоге: Александр Королёв
Я разрушаю, чтобы создавать. Введение: Совершённые мой открытия есть лишь перевод истины на язык человеческий. Основное открытие изменит мир в прямом смысле этого слова. Современная наука многое знает, но мало понимает. Имеющиеся многотонные описания простых процессов усыпляют, портят зрение и вообще отбивают всяческое желание задавать вопросы. Эта статья краткий экскурс в немного другой мир, в котором мы живём, со временем - подробней. Последую примеру Стивена Хокинга,- ни одной формулы. Др...
22.06.11 | В блоге: Игнат Москалев
- Спасибо, - сказала я, - но я не ем мысо, я уже полгода вегетарианка. Подруга на секунду удивленно замолчала, потом задумчиво обвела взглядом накрытый для чаепития стол. И хотя на нем красовался замечательный янтарный сыр, несколько видов салатов и ваза с яблоками, что-то мешало ей почувствовать себя удовлетворенной гостеприимной хозяйкой. -Ну что ты, - вдруг нашлась она, - это нежирная ветчина, диетическая. попробуй. То ли истории о погибших домашних любимцах и обитателях дедушкиных ферм созда...
30.10.16 | В блоге: Юрий Жуков
За последние сто лет в некоторых областях человеческой деятельности произошли технологические революции, в корне изменившие эти области. Каковы характерные признаки любой технологической революции? Очевидно такие: изобретаются и внедряются в жизнь принципиально новые орудия труда, которые скачкообразно повышают производительность труда, делая его более эффективным, привлекательным и комфортным. Такая технологическая революция произошла, например, в земледелии, когда мотыга, лошадь и серп, волею...
14.02.11 | В блоге: Михаил Гунькин
Не начинайте, мальчики, курить, И девочки, не начинайте! Не отдавайтесь в плен врагу, Ведь никотин - враг человеку, знайте! Он вас к себе уж так приворожит, Что без него уже вы жить уже не сможете. Всегда вы думать будете о нём, Ничто от тяги этой не поможет вам. И с каждой сигаретой - больше плен, И больше сажи в лёгких отложится, И рост замедлится, и ум получит крен, И будет часто голова кружиться. И кашель вас замучает в груди И запах изо рта, как из помойки, И тяга будет - часто за угол зайт...
15.04.15 | В блоге: Юрий Жуков
АМАК-система с энергообеспечением от Солнца АМАК-система – это принципиально новое земледельческое предприятие, предназначенное для массового многолетнего производства сельскохозяйственной продукции на окультуренных угодьях равнинного типа. Проще говоря, это самоходный полевой завод, в котором есть все типичные составные части городского автоматизированного завода: цехи, диспетчерская, электродвигатели, орудия труда и т. д. Исходной предпосылкой создания АМАК-системы было предположение: если зем...
17.05.11 | В блоге: Ася Николаева
15 мая 2011 красноярские блогеры присоединились к акции "500 уборок в один день". Инициатором акции стал Илья Лабунский (блогер ilve87 в Живом Журнале), начав свой призыв к воскреснику в жж-сообществе Красноярска с вот такого дисклеймера: "Дисклеймер: это мое предложение относится к тем людям, которые привыкли не только писать комментарии в бложиках и вести виртуальные войны, но иногда делать что-то своими руками." На призыв откликнулось порядка 30-ти человек. Акция началась...
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...
21.02.11 | В блоге: Юрий Широков
Дорогие друзья! Немного информации о том, на каком сейчас этапе находится наш конкурс. Мы получили более 100 заявок. Все они уже оценены экспертами. Первая группа победителей ( 28 проектов ) уже определена, и с ними на этой неделе начнется работа по оформлению документов. Всего мы сможем поддержать примерно 35-37 проектов, кроме того часть проектов будет рекомендована к поддержке на наших региональных конкурсах. К концу месяца мы уже все будем знать точнее. Что с голосованием? Как я уже писал, м...
15.01.14 | В блоге: Елена Кустова
В Кемеровской области на территории Яшкинского района находится Томская писаница - музей под открытым небом,. Почему музей получил название  "Томская"? Потому что он  расположен на берегу реки Томь. Почему писаница? Потому что главным сокровищем музея являются наскальные рисунки возрастом 4-2 тыс. лет до н.э. Вообще,Томская писаница - это  целый природно-исторический комплекс, представляющий собой сосновый бор с расположенными на его территории всевозможными зонами-...
11.11.11 | В блоге: Михаил Гунькин
Если к человеку подойдёт на улице другой, незнакомый ему человек и скажет: «есть такая важная штука, которую надо сделать. Ты сделаешь?», — что тот, первый человек ответит? Или даже так: что человек ответит, если ему предложить сей мысленный эксперимент? Многие скажут: я поинтересуюсь, сколько мне за это заплатят. Ведь если штука важная — можно за неё много затребовать. Кстати, многие скажут так чисто по инерции. Просто потому, что современность их учит: надо го...

Фотогалерея

Активность на сайте

сортировать по иконкам
1 неделя 2 дня назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 15,353 |

Thank you, your site is very useful!

1 неделя 3 дня назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 15,353 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

29 недель 6 дней назад
Евгений Емельянов
Евгений Емельянов аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 15,353 |

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

1 неделя 3 дня назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 1,512 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

8 лет 5 недель назад
Наталья Новоселова
Наталья Новоселова аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 1,512 |

Здорово! Спасибо, изучу это. Хоть много хожу по сети, но всего не увидишь. Как ни странно, очень много хороших советов по Бразилии мне подск...

размешен 29.11.21 | Тип: Статью
Учебно-методические пособия по байкаловедению для 5, 6 и 7 класса

Хочу поделиться с читателями «ЭКОДЕЛА» своими соображениями по поводу развития в Иркутской области курса «Байкаловедение» - регионального компонента школьного образов...

размешен 29.11.21 | Тип: Статью

29 ноября 1924 года было создано Всероссийское Общество Охраны Природы (ВООП). Из-за домашних кошек исчезли по меньшей мере 33 вида животных и птиц по всему миру....

размешен 29.11.21 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 29.11.21 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 29.11.21 | Тип: Статью

28 ноября 1820 года родился Фридрих Энгельс, плоды трудов которого, в сотрудничестве с Карлом Марксом, многие десятилетия определяли историю России. Все 193 страны, входящие в ЮН...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал