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

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...
06.03.16 | В блоге: Юрий Жуков
Семена и АМАК-система По данным министра сельского хозяйства России Александра Ткачёва, Россия на 70...90% зависит от импорта семян. Как он выразился, импортные семена – это «ахилесова пята» сельского хозяйства России. Ежегодно на закупку семян Россия тратит миллиарды долларов. Так может быть не тратить эти доллары, а самим производить семена и для себя, а произведём достаточно – и другим странам продавать? Для производства семян подойдёт, например, АМАК-система (Интернет...
17.04.11 | В блоге: A I
Бывший министр геологии СССР (29 декабря 1975 года — 7 июня 1989 года)  Е.А. Козловский отказался принять Почетную грамоту Президента РФ в знак протеста против политики, проводимой сегодня в стране. Президенту Российской Федерации Д.А. Медведеву Господин Президент! Меня поставили в известность, что Вы своим Распоряжением от 02 февраля 2011 года наградили меня Почётной грамотой Президента Российской Федерации за заслуги в области образования и многол...
30.01.12 | В блоге: Ольга Давыдова
 В рамках региональной акции «Покорми птиц» активисты Территориального Общественного Самоуправления «Рог-Измайловский» Волгоградской области провели в клубе «Юный эколог», организованном ТОСовцами на базе общеобразовательной средней школы, мастер-класс по изготовлению кормушек из подручного материала – пластиковых бутылок, картонных коробок и контейнеров. Главная цель данного мероприятия  - привить школьникам бережное отношение к...
22.10.14 | В блоге: sergei ochinskii
Станции очистки воды ТОПАС. Канализация на участке. «Биотерра» в своей работе использует технологии и оборудование, разработанные и опробованные в Европе – чешские станции очистки ТОПАС – современные, экологичные, работающие без шума и запаха, выдерживающие суровые требования эксплуатации в российском климате, надежные и долговечные.  В зависимости от модификации станции она может обслужить и небольшой загородный дом и целый комплекс загородной гостиницы или поместья...
11.08.11 | В блоге: Артем Кузнецов
Экологи бьют тревогу – знаменитый Великий Барьерный риф умирает. Вместе с ним из биосферы планеты исчезнут десяти тысяч видов живых существа, населяющих коралловые образования рифа. Великий (Большой) Барьерный риф – одна из самых сложных экосистем на Земле, существующая в современном виде вот уже более 8000 лет. Он простирается от восточного побережья Австралии до залива Папуа на побережье Папуа Новой Гвинеи. Общая протяженность рифа составляет 2300 километров, а ширина – от 2 до 150 километров....
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
12.02.18 | В блоге: Юлия Колеватова
Сегодня мы, вместе с Александр Дубынин (Alexander Dubynin), присутствовали в большом зале правительства Новосибирской области на круглом столе "Комплексное развитие сельских территорий Новосибирской области". Было много докладов, в том числе и от представителей районов Новосибирской области. Отмечались проблемы, такие как отток жителей из села, плохая развитость дорожной отрасли и многое другое, что часто привычно слышать. Но, ни в одном докладе не прозвучало, что сохранение приро...
02.06.14 | В блоге: Johan Konings
Мы многим недовольны в своей жизни и часто жалуемся по поводу и без него. Порой даже переборщаем с последним. Хочется, чтобы наконец настало время конкретных действий. В предвыборный период эгоизм политиков получает вливание  комплиментов, после чего разговоры выходят на новую орбиту.  Давайте рассмотрим это на примере вопроса альтернативной энергетики.   Альтернативная энергетика В Европе зачастую отсутствует четкая энергетическая политика в отдельно взятых странах, а прилагаемые...
30.03.11 | В блоге: Михаил Гунькин
Кто сказал, что в России живут хуже, чем в США? Смотря кто... Доходы главы Госкорпорации "Росатом" господина Кириенко, полученные по месту его основной деятельности: доход по основному месту работы, с учетом выплат за обращение со сведениями, составляющими государственную тайну, – 16 354 022 руб. 95 коп., т.е. он получал 545 тысяч долларов в год, более 45 тыс. $ в месяц. см - http://www.old.rosatom.ru/ru/about/report/report_1/ Доход президента России - в 4 раза меньше...
29.11.12 | В блоге: Юрий Широков
Ольга Чернягина прислала свежие кадры с Камчатки.  
12.03.12 | В блоге: Елена Быстрова
Нашим уникальным чистейшим пляжам и красивейшим на Южном Приморье местам угрожает серьезная опасность. Готовим обращение к властям. Поддержите нас. http://democrator.ru/problem/6732
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...
11.11.18 | В блоге: Андрей Баздырев
А вы знаете, что пеликаны гнездятся на водоёмах во всех южных регионах Урала и Западной Сибири? В настоящее время гнездовые колонии кудрявых пеликанов известны из Алтайского края, Оренбургской, Челябинской, Курганской, Тюменской, Омской и Новосибирской областей. Заказник "Южный", Карасукский район, Новосибирская область, июль 2008 #пеликан #кудрявыйпеликан #карасук #pelican#dalmatianpelican #pelecanuscrispus #karasuk
12.04.11 | В блоге: Виталий Знаменский
Google-карты дают поводы для задания гидрологических загадок, разрешение которых требует шевеления мозгами. Обычно в реке продолжается струя притока с постепенным уменьшением размеров. На приводимом снимке р. Огайо (Carrollton, США), показана редкая форма струи притока в реке. Через равные промежутки из струи, как бы, вырываются всплески, направленные от берега. Скажу, также, что подобное явление зарегистрировано из космоса на большой реке в пределах Красноярского края. 1) Струя какого притока и...

Фотогалерея

Художник Петрова Татьяна

Интересные ссылки

Коллекция экологических ссылок

Коллекция экологических ссылок

 

 

Другие статьи

Активность на сайте

сортировать по иконкам
2 года 27 недель назад
YВMIV YВMIV
YВMIV YВMIV аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 292,423 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

2 года 29 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 292,423 |

Thank you, your site is very useful!

2 года 29 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 292,423 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

3 года 5 недель назад
Евгений Емельянов
Евгений Емельянов аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 292,423 |

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

2 года 29 недель назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 8,654 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!