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

25.04.11 | В блоге: Сергей Ненилин
Добрый день всем, коллегам! В рамках проекта "Зелёная волна" мы запустили новый цикл телевизионного проекта под названием "Экологический вестник" - это серия телепрограмм, посвященных актуальным экологическим проблемам на юге Кузбасса, в Междуреченске. Проект выходит на телеканале ТНТ, в праймтайм, с охватом 120 тысячного городского населения. Уже вышла первая телепрограмма, в ближайшую пятницу выйдет еще одна программа, всего запланированно созадние 5 медиапроектов, посвященных году леса, бытов...
20.09.13 | В блоге: Александра Егорова
Не совсем природоохранное, но очень экологичное по духу своему смороприятие - Фримаркет http://vk.com/freemarketnsk. Такие проекты сейчас популярны во многих городах России, и в Новосибирске такое будет уже далеко не в первый раз)). Смысл - люди приносят разные вещи, которые им уже не нужны, и могут подыскать себе те вещички, которые могут пригодится, и конечно все это абсолюто Бесплатно!!))) Следующий фримаркет в Н-ске будет в Бердске, 29 сентября http://vk.com/berdsk_freem  Как и обычно,...
26.02.18 | В блоге: Гость
Все началось с того, что журналист Владимир Гуриев поделился в фейсбуке фантасмагорическим монологом таксиста, который начался с вопроса: «Куда исчезли воробьи?» Далее выяснилось, что воробьи в Москве исчезли из-за излучения антенн сотовой связи, и это же излучение наводило в голове у рассказчика постоянный писк. Фантасмагория фантасмагорией, но многие жители Москвы и в самом деле заметили, что некогда вездесущие воробь...
23.07.11 | В блоге: Игнат Москалев
Принято считать, что настоящий мужской отдых придумывают мужчины, у которых не складываются отношения с женщинами. Настоящего женского отдыха не существует вообще… Любопытно, что же такого интересного сумели разглядеть в России организаторы «диковинного» эко-отдыха в каких-то поселениях? Чтобы не оказаться брюзгой и занудой, я решил воспоминания о своем босоногом детстве, проведенном в деревеньке из шести домов на краю леса, оставить при себе. И обратился исключительно к рекламным текстам новомо...
29.03.25 | В блоге: Гость
 Амурский, или дальневосточный лесной кот на обочине дороги в Хасанском районе Приморского края. И чувствует себя в полной безопасности, спрятавшись за парой сухих веток. Явно переоценивая свои возможности. Это может сработать только для фотографа дикой природы и случайных водителей автомобилей и их пассажиров, но не против браконьеров. Сезон весенней охоты открыт! Берегись теперь все живое… Валерий Малеев      
05.02.12 | В блоге: Марина Семехина
Здорово, когда слышишь хоть нотку огромных скрипучих колес. После долгих усилий сдвинуть их, и долгого периода тишины. Меня заряжает.. Сегодня Катя (ура!) выложила базу заданий для ОЗЖ - работа понемногу структурируется. Я наконец-то дозвонилась до риэлтора, который может предложить пару частных домов под пункт передеркжи.. Ну то есть бедный юный риэлтор еще не догадывается, во что он со мной уже влип.. Я пока постеснялась говорить, что вожделенный мааленький домик в городе планируется под...
28.02.12 | В блоге: Раис Нигматуллин
Как быть с мусором в Кушнаренково! Вот вчера побывал в Кушнаренково, в переулке Крупокомбинатной, которая выходит прямо на р. Белая. Большие тополя, берег красивый, видно на холме самолёт на постаменте, но мусора по дороге столько, что и представить невозможно и видимо молодёжь там потребляет в основном пиво "Охотничье" в пластиковых бутылях. Вот хотел призвать к совести кушнаренковчан, но Яндекс выдал только районный сайт, где на главной странице ещё про Рахимова новости показывают.Та...
04.01.12 | В блоге: Юрий Широков
 8 ноября 2011. Усыпленного черного носорога транспортируют военным вертолетом  подальше от браконьеров, в отдаленные области в горах Восточной Капской провинции Южной Африки.  Green Renaissance—EPA. Банды браконьеров охотятся на этих носорогов из-за ценного рога. "К несчастью, многие из этих животных обитают в таких местах, где нам просто не удается обеспечить необходимую им охрану", - сказал Би-би-си Саймон Стюарт, глава Комиссии по редким видам МСОП....
10.01.25 | В блоге: Владимир Левченко
Умер Алексей Владимирович Яблоков. Я звонил ему 10 декабря в 17:04, как указывает мой мобильник. «Здравствуйте, можно Алексея Владимировича?». Женский голос ответил: «не можно, его увезли в реанимацию…», и потом добавил: «будем надеяться на лучшее…». А через три часа позвонил Владислав Вильгельмович Хлебович и сказал: «только что по «Эху»  сообщили, что скончался  Яблоков».    С Алексеем Владимиро...
20.05.13 | В блоге: Александра Свиридова
Творческий проект На тему : "Каждой пичужке по кормушке" Класс- 1 класс Подготовила : старшая вожатая Свиридова Александра Александровна 2013 г. Аннотация проекта Проект "Каждой пичужке по кормушке" рассчитан для учащихся 1 класса и на...
04.05.13 | В блоге: Алина Булатова
Падение метеорита под Челябинском в феврале 2013 года лишний раз напомнило, что метеоритная угроза Земле вполне реальна. Пока на Урале вставляли выбитые взрывом стекла, во всем мире вспоминали «Тунгусское диво» и нередкие в последнее время сообщения об астероида, проходящих вблизи от Земли. В самом деле, если нашей планете будет угрожать столкновение с крупным космическим телом, сможем ли мы защитить её от космического армагеддона? ВРАЖДЕБНОЕ ОКРУЖЕНИЕ Космос не так уж пуст. Астроном...
17.02.25 | В блоге: Гость
Закон сохранения энергии в физике гласит, что энергия не возникает из ничего и не исчезает в никуда, а просто преобразуется из одной формы в другую. Вот и в нашем случае, как наглядно показано на кадрах фотоловушки, установленной у погибшего сайгака фотографами дикой природы, добрыми друзьями нашего заповедника – Александром и Ларисой Чегодаевыми, семейной парой из Перми, энергия, состоящая из плоти сайгака, маленькими порциями переходит в черных грифов и белоголовых сипов, в жуков-скара...
25.05.11 | В блоге: Юрий Широков
Креативные однако люди живут в Казахстане. 28 мая с.г. в городе Караганде состоится беспрецедентное событие – УСТАНОВЛЕНИЕ ПЕРВОГО В МИРЕ ПАМЯТНИКА КРЫЛАТОЙ ФРАЗЕ. В мире едва ли найдется с десяток городов, вошедших в пословицы и поговорки. «Язык до Киева доведет», «Москва слезам не верит», «Париж стоит обедни», «Все дороги ведут в Рим»… Это, безусловно, высокая честь для города, входящего таким образов в историю языка и культуру...
08.10.23 | В блоге: Гость
За всё время дискуссии по поводу Греты Тунберг в рунете я не прочёл ни одного большого поста, с которым был бы согласен полностью, так что, видимо, придётся писать его самому. Попробую ответить на каждое замеченное мной обвинение в её адрес и сделать это без сильных эмоций, основываясь только на фактах: они хуже воспринимаются, но и спорить с ними труднее. Если в комментах возникнут другие вопросы, возможно, дополню пост, не удивляйтесь его изменениям. Начнём.   1...
26.01.11 | В блоге: Александр Пильников
Новый 2010-11 учебный год для 90 учащихся краснокаменских школ и училищ начался с туристического похода по историческим местам Забайкалья. Такой подарок глава района Герман Колов преподносит молодежному активу города уже двенадцать лет подряд. Четыре дня краеведы из Краснокаменска путешествовали по Юго-Востоку Забайкальского края. Цугольский, Агинский дацаны, Алханай, Чаша Чингисхана – у каждого из этих мест своя неповторимая история. Юные туристы не скучали ни минуты. Многочасовые переходы, ин...

Фотогалерея

FOTOS DE LAURENT SCHWEBEL - фотографии Лорана Швебеля

Интересные ссылки

Коллекция экологических ссылок

Коллекция экологических ссылок

 

 

Другие статьи

Активность на сайте

сортировать по иконкам
3 года 16 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 310,038 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

3 года 19 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 310,038 |

Thank you, your site is very useful!

3 года 19 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 310,038 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

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

Смотрели: 310,038 |

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: 9,644 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!