مهندسی زلرله

اندازه گیری زمین لرزه
نویسنده : بهزاد پیران - ساعت ۱۱:٠٦ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/۸/۱۳
 

اندازه گیری زمین لرزه

برای آگاهی از میزان تاثیر هر پدیده لازم است تا بتوانیم به نحوی آن را بصورت کمی بیان کنیم. برای کمی کردن اندازه زلزله، از دو رهیافت مختلف استفاده می­شود؛ یک رهیافت بر اساس اندازه گیری دستگاهی (بزرگای زلزله[1]) و دیگری بواسطه تاثیر پذیری دست سازهای بشر از زلزله (شدت زلزله[2]). شدت زلزله در هر مکان متفاوت است و با دور شدن از کانون زلزله کم می شود، در حالی که بزرگآی زلزله همواره ثابت است و ربطی به دور شدن از کانون ندارد (چرا که با کل انرژی آزاد شده مرتبط است).

 


اندازه گیری زمین لرزه

برای آگاهی از میزان تاثیر هر پدیده لازم است تا بتوانیم به نحوی آن را بصورت کمی بیان کنیم. برای کمی کردن اندازه زلزله، از دو رهیافت مختلف استفاده می­شود؛ یک رهیافت بر اساس اندازه گیری دستگاهی (بزرگای زلزله[1]) و دیگری بواسطه تاثیر پذیری دست سازهای بشر از زلزله (شدت زلزله[2]). شدت زلزله در هر مکان متفاوت است و با دور شدن از کانون زلزله کم می شود، در حالی که بزرگآی زلزله همواره ثابت است و ربطی به دور شدن از کانون ندارد (چرا که با کل انرژی آزاد شده مرتبط است).

 

شدت زمینلرزه:

شدت یک زلــزله در یک مکــان خاص بــر مبنآی اثرهآی قابل مشاهده زمین لرزه در آن مکان تعیین می شود. دقت در تعیین شدت زلزله به دقت مشاهده کننده وابسته است. تخمین شدت وسیلة مفیدی برآی تخمین اندازة زلزله هآی تاریخی است، بویژه در ناحیه هآیی نظیر کشور ما که کشوری باستانی و با میراث تاریخی و  فرهنگی کهن است و لذا اطلاعات مهمی می توان از زلزله هآی رویداده در زمانی که ثبت تاریخی وجود دارد به دست آورد.  مقیاسهای مختلفی برای تعیین شدت زمین لرزه همانند مقیاس مرکالی اصلاح شده، MSK، EMS98 و ... ارائه شده است.

 

تعیین شدت زمین لرزه بدین ترتیب است که برای هر کدام از مقیاسها جدولی تهیه شده است و بر اساس آن میزان آسیبهای ناشی از زلزله بر سازه های مختلف ارائه گردیده است و مشاهده گر با تطبیق خسارتهای بوجود آمده از زلزله با موارد ذکر شده در جدول، شدت زلزله را تعیین می­کند.

 

 

رده بندی شدت مرکالی (اصلاح شده)  MMI

بزرگی

شدت

تأثیرها

 

I

احساس نمی شود

3

II

توسط شخص در حال استراحت یا در طبقات بالای ساختمان احساس می شود.

 

III

در داخل ساختمان احساس می شود. اشیاء آویزان تکان می خورند ارتعاشی مثل گذر کامیونهای سبک دارند. مدت لرزش قابل برآورد است. ممکن است زلزله به حساب نیید.

4

IV

اشیاء آویزان تاب می خورند. ارتعاشی مثل گذر کامیونهای سنگین یا احساس ضربتی مثل برخورد یک توپ سنگین به دیوار دارد. ماشینهای پارک شده تکان می خورند. پنجره ها، بشقابها و درها به صدا در می آیند. شیشه ها به صدا در می آیند. ظروف سفالی به هم می خورند. در حد فوقانی IV دیوارهای چوبی و قابها ترک بر می دارند.

 

V

در خارج ساختمان احساس می شود. جهت آن قابل برآورد است. افراد خواب بیدار می شوند. مآیعات به حرکت در می آیند و برخی از آنها به خارج ظرف خود می ریزند. اشیاء ناپآیدار کوچک جا به جا یا واژگون می شوند. درها تکان         می خورند و باز و بسته می شوند. ساعتهای آونگی متوقف شده، به حرکت آمده یا سرعتشان تغییر  می کند.

5

VI

توسط همه احساس می شود. بسیاری متوحش شده و از ساختمانها خارج می شوند. اشخاص به طور نامتعادلی حرکت می کنند. پنجره ها، بشقابها و ظروف شیشه ای می شکنند. اشیاء، کتابها و چیزهای دیگر از قفسه ها به خارج می ریزند. عکسها از دیوارها فرو می افتند. مبلها جا به جا شده یا واژگون می شوند. گچهای ضعیف یا ساختمانهای نوع D  ترک بر می دارند. زنگهای کوچک کلیساها و مدارس به صدا در می آیند. درختان و بوته ها تکان می خورند.

6

VII

آیستادن مشکل می شود. توسط رانندگان وسآیل نقلیه احساس می شود. اشیاء آویزان شدیداً نوسان می کنند. مبلها و وسآیل چوبی می شکنند. بناهای نوعD  صدمه می بینند و ترک بر می دارند. دودکشهای ضعیف در محل اتصالشان به سقف می شکنند. قطعات گچ، آجرهای سست، سنگ و کاشی سقوط می کنند، برخی از بناهای نوع Cترک بر می دارند. امواج آب در سطح حوضها و آبگیرها گل آلود می شود. لغزشها و حفرات کوچکی در سواحل شنی و ماسه ای آیجاد         می شود. زنگهای بزرگ کلیساها به صدا در می آیند. نهرهای آبیاری صدمه می بینند.

 

VIII

هدآیت وسآیل نقلیه مشکل می شود. بناهای نوع     C صدمه می بینند و بخشی از آنها فرو می ریزند. به بناهای نوع B کمی صدمه وارد می آید بناهای نوع A  بدون صدمه باقی می مانند. گچ کاریها و برخی از دیوارها فرو می ریزند. دودکشها و بناهای یادبود، برجها و مخازن مرتفع می چرخند و فرو می ریزند. دیوارهای جداکننده ای که محکم نباشد از محل خود خارج می شوند. شمعهای فرسوده شده می شکنند. شاخه های درختان می شکنند. میزان دما و جریان آب چشمه ها و چاهها تغییر می کند. در زمینهای مرطوب و دامنه های پرشیب ترکهآیی آیجاد می شود.

7

IX

عموم مردم احساس وحشت می کنند. بناهای نوع D کاملاً تخریب می شوند، بناهای نوع C به شدت صدمه می بینند و گاه کاملاً فرو می ریزند، بناهای نوع B به طور جدی صدمه می بینند. ساختمانهای پیش ساخته، اگر خوب به هم متصل نشده باشند، از محل پی جا به جا می شوند مخازن شدیداً صدمه می بینند. لوله های زیرزمینی        می برند. ترکهای آشکاری در زمین آیجاد               می شود. در زمینهای آبرفتی، ماسه و گل به خارج فوران می کنند.

8

X

پی اغلب بناهای معمولی و پیش ساخته تخریب می شود. برخی از سازه های چوبی خوب ساخته شده و پلها تخریب می شوند. سدها و خاکریزها صدمه جدی می بینند. زمین لغزه های بزرگ به وقوع می پیوندد. آب از ساحل کانالها، رودخانه ها، دریاچه ها و غیره به خارج می ریزند. ماسه و گل در سواحل و زمینهای هموار به طور افقی جا به جا می شوند. ریلهای راه آهن کمی خم می شوند.

 

IX

ریلها به شدت خم می شوند. خطوط لوله زیرزمینی کاملاً از سرویس خارج می شوند.

 

XII

خسارت تقریباً به طور کامل است. توده های سنگی بزرگ جا به جا می شوند. اشیاء به هوا پرتاب می شوند.

 

بزرگای زلزله:

بمنظور اندازه گیری زمین لرزه و بدست آوردن معیاری برای مقایسه و سنجش زمین لرزه ها، از بزرگای زلزله استفاده می­شود که می­توان آن را با در نظر گرفتن دامنه نوسانات روی نگاشت محاسبه نمود. مقیاسهآی متفاوتی برآی اندازه گیری بزرگآی زلزله وجود دارد. اولین مقیاس بزرگا، توسط چارلز ریشتر در سال 1935 برآی زلزله هآی جنوب کالیفرنیا تعریف شد که بزرگآی محلی یا ML  نامیده می­شود. علاوه بر مقیاس ریشتر، مقیاسهای مختلف دیگری نیز وجود دارند که هر کدام کاربردهای خاص خود را در مهندسی زلزله و زلزله شناسی ایفا می­کنند. هر زلزله فقط و فقط یک بزرگا دارد و بزرگا با فاصله از محل وقوع زلزله تغییر نمی­یابد.

ذکر این نکته ضروری است که بزرگای زلزله، بتنهایی نمی­تواند معیاری برای سنجش میزان خرابی در زلزله باشد. همانطور که گفته شد، بزرگای زلزله فقط بر اساس میزان انرژی آزاد شده در زلزله محاسبه می­گردد و عمق و یا سایر پارامتر­ها در محاسبه آن دخیل نمی­باشد. از این رو دو زلزله با بزرگاهای یکسان ولی عمقهای متفاوت میزان خرابیهای متفاوتی را ببار می­آورند. چرا که با عمیقتر شدن کانون زلزله، امواج لرزه ای فاصله بیشتری را تا سطح زمین طی می­کنند که در این فاصله مقداری از انرژی آزاد شده کاهیده شده و از بین می­رود. در قسمت قبل بیان شد که زلزله های ایران، اغلب از نوع کم عمق می­باشند، لذا انتظار می­رود میزان خرابی و آسیب ناشی از این زلزله­ها بیشتر باشد.