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...
Кокаральская плотина на реке Сырдарья призвана сохранить северную часть Аральского моря, но без бассейновых подходов и неистощительного водопользования, может стать памятником в пустыне. Из-за невозможности свободного и честного обсуждения ситуации, сложившейся в российском лесном комплексе, закрыт лесной форум Гринпис. Экоактивисты из Германии и стран Скандинавии продолжают акции протеста в Балтийском море против импорта ископаемого топлива из России. Эти и другие темы в новом выпуске Обзо...
170 лет назад, 26 марта 1852 года родился русский художник Альберт Николаевич Бенуа. Конституционный суд Эквадора впервые признал законные права диких животных. Российский Минюст признал НКО-иностранными агентами еще три организации - московский благотворительный фонд, издателя научной газеты и петербургскую экологическую организацию. Эти и другие темы в новом выпуске Обзора эконовостей Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окруж...
90 лет назад, 16 апреля 1932 года окончательно утверждены границы Алтайского государственного заповедника. Глобальная мобилизации дала людям по всему миру возможность высказаться о необходимости криминализации экоцида на международном уровне для борьбы с климатическим кризисом и экологическим коллапсом. Водяной олень, один из самых редких видов в России, начал масштабную миграцию в Приморский край из Китая и КНДР. Эти и другие темы в новом выпуске Обзора эконовостей Международного Социаль...
В Общественной палате Алтайского края обсудили проект регионального закона «Об экологическом образовании, просвещении и формировании экологической культуры населения Алтайского края». Дискуссия состоялась в рамках расширенного заседания комиссии по вопросам экологии, туризма и здорового образа жизни. Модератором обсуждения выступил её председатель Сергей Малыхин. Законопроект разрабатывался по инициативе палаты членами и экспертами комиссии по вопросам экологии, развития туризма и зд...
Ошеломляющее сокращение популяции птиц происходит по всему миру. В Испании установили систему «умных» светофоров для защиты иберийских рысей. Более 13 тыс. граждан России обратились в медорганизации после укусов клещей, у двоих был обнаружен клещевой вирусный энцефалит. 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 интерес...

Другие записи блогов

18.01.21 | В блоге: Гость
Уважаемый Виталий Обедин! Позволю себе прокомментировать Ваш пост, опубликованный на Вашем телеграмм канале про лес, общественников и министерство экологии ..., распространенный в других социальных сетях. Вы пишете: «То, что в Амге не будут рубить лес – это хорошо. То, что некоторые общественники отчаянно на этом пиарятся, преподнося случившееся, как свою заслугу – не очень хорошо.». ВО –первых, с чего Вы и многие другие уверены в том, что лес рубить не...
26.02.11 | В блоге: Любовь Мыреева
Среди бескрайних просторов тайги, как источник живительной влаги, спиралью несёт свои воды река наша Нюя
29.07.12 | В блоге: Юрий Широков
Путин подписал предложенные Единой Россией поправки в законодательство о регулировании деятельности некоммерческих организаций, обязывающие НКО, занимающиеся политической деятельностью и получающие финансирование из-за рубежа, регистрироваться в качестве «иностранных агентов». На сайте http://www.vedomosti.ru/politics/video/opinions/77/1177 представлен видеосюжет о таких НКО.
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...
07.09.14 | В блоге: Николай Бычек
Прекращение грунтовой эрозии, почвообразование или воссоздание почв в пустынных или на техногенно нарушенных землях актуально не только для Среднеазиатских стран СНГ, Востока и Африки, но и южных регионов России. К таким регионам можно отнести территории в Калмыкии, Ставропольском и Краснодарском крае, Астраханской, Волгоградской областях. Одним из перспективных способов для подавления эрозионных процессов является кустарниковое и лесонасаждение на пути их развития. Современным и перспективным...
27.08.12 | В блоге: Юрий Широков
В Израиле научились делать дороги из шин.
17.08.11 | В блоге: Володя Ткачеленков
Существует определенная группа отходов производства и потребления, которые создают типовые экологические проблемы в каждом регионе России. К числу таких отходов следует отнести макулатуру, древесные, текстильные и полимерные отходы, изношенные шины и некоторые другие отходы. Все перечисленные отходы являются многотоннажными. Значительная их часть представляет коммерческий интерес. Существуют производства по переработке указанных отходов. Тем не менее значительная часть отходов не собирается и не...
13.11.11 | В блоге: Сурен Газарян
Поводом для написания данного письма послужила все более тревожная ситуация, складывающаяся вокруг Кавказского заповедника и других ООПТ Западного Кавказа. Оно не несет принципиально новой информации, а скорее является конспективным выражением того, что сейчас наиболее тревожит меня и других представителей региональной науки, посвятивших изучению природы этого региона многие годы. Так, нас очень тревожат планы реконструкции дороги по территории Кавказского заповедника по долине реки Шахе...
19.10.11 | В блоге: Ольга Давыдова
Сегодня на Мамаевом кургане стартовала акция «Миллион деревьев в Волгоградской области». Торжественная церемония высадки 15 деревьев на Чеховской аллее главной высоты России прошла при участии первого вице-премьера РФ Виктора Зубкова, руководителя Федерального агентства лесного хозяйства Виктора Маслякова, губернатора Оренбургской областиЮрия Берга, кандидатов в депутаты Государственной Думы Российской Федерации от партии «Единая Россия» по Волгоградской области. По мнению первого заместителя Пр...
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...
05.08.13 | В блоге: Михаил Архипов
Фармацевтическое производство является важной отраслью по производству лекарственных препаратов, эта отрасль промышленности производит различные лекарственные средства являющимися эффективными в борьбе с наиболее распространенными заболеваниями. Перечень этих препаратов огромен, и, следовательно, существует много фармацевтических производственных предприятий, разбросанных по всему миру. Для изготовления лекарств и препаратов, требуется огромное количество сырья, проходящего различные стадии прои...
24.04.14 | В блоге: Юрий Широков
 Одна из наших ДУХОВНЫХ СКРЕП - подпаливать каждую весну всю страну и смотреть, что получится - считает Артём Столповский. В своем блоге он приводит карту "термоточек", составленную на  20 апреля по спутниковой съемке  в ближнем инфракрасном диапазоне. Артем обращает внимание на то, что также 20 апреля  был  официально зарегистрирован  ПЕРВЫЙ ТОРФЯНОЙ ПОЖАР, в Тверской области. Гринпис пришлось приложить массу усилий чтобы этот пожар был оф...
04.02.16 | В блоге: Александр Пильников
Единственная в Забайкалье электростанция, работающей на солнечной энергии,  мощность 150 киловатт, введена в эксплуатацию в конце 2015 года. - Это гибридная станция. Технологически она подключена к существующей электросети. То есть, если солнечной энергии будет достаточно, то сетевая энергия не будет поступать, и наоборот, если солнечной энергии будет не хватать, недостаток будет восполнен сетью.  В случае же избыточной выработки станцией электроэнергии, излишек будет поступать в сеть....
12.08.12 | В блоге: Юрий Котенёв
http://www.youtube.com/watch?v=5oX_BaSNX20&feature=youtu.be
24.12.15 | В блоге: Юрий Жуков
                                               Боинг, Аэробус и АМАК-строй   Как известно, авиационные международные корпорации Боинг (Boeing) и Аэробус (Airbus) давно и успешно производят самолёты. Заводы этих корпораций разбросаны по всему миру и на них работает много сотен тысяч конструкторов, инженеров, техников и иных высококлассных специалистов. За несколько десятк...

Фотогалерея

Активность на сайте

сортировать по иконкам
23 недели 3 дня назад
YВMIV YВMIV
YВMIV YВMIV аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 59,095 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

25 недель 4 дня назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 59,095 |

Thank you, your site is very useful!

25 недель 5 дней назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 59,095 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

1 год 2 недели назад
Евгений Емельянов
Евгений Емельянов аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 59,095 |

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

25 недель 5 дней назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 2,480 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

размешен 18.05.22 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 18.05.22 | Тип: Статью

20 мая исполняется 40 лет со дня организации Государственного природного заповедника «Витимский».

Создатели кемпинга Хроббитания в у...

размешен 17.05.22 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 16.05.22 | Тип: Статью

17 мая 1990 года образован Национальный парк «Валдайский».

В 2021 году на реках Европы было снесено рекордное количество плотин, что...

размешен 15.05.22 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал