О механике сейсмических событий
Скачать 40.92 Kb.
|
В.М. Шарафутдинов, С.В. Мишин, Л.В. ШарафутдиноваСеверо-восточный комплексный институт ВКНИИ ДВО РАН, г. Магадан, РоссияГ.П. Горшков пожелал будущим сейсмологам «...разработать наиболее достоверную с точки зрения физики и геологии модель очага тектонического землетрясения. Следует оставить широко распространенную, но ложную концепцию «очаг-разрыв», перейти к более правильной, логичной и перспективной модели «очаг-объем»» [1]. В соответствии с этим пожеланием разработана концепция механики сейсмических процессов [2], кардинально отличающаяся от широко распространенных в сейсмологии моделей. Основное содержание этой концепции сводится к следующему: 1. Сейсмическое излучение представляет собой распространение в материальной среде механического импульса. В источнике излучения происходит переход потенциальной энергии (гравитационной, химической, электромагнитной, упругой) в кинетическую энергию движущихся масс. Массы приобретают импульс и передают его в пространстве по законам механики удара. 2. Сотрясения материальных систем представляют собой механическое движение связанных масс, которое определяется действием ньютоновских сил, связанных с изменением импульса, принесенного сейсмическим излучением. 3. Землетрясение есть природный источник сейсмического излучения, связанный с перемещением блока горных пород. Неуравновешенный гидростатически блок в период подготовки толчка взаимодействует с прочностью контактовой зоны, в результате чего породы на контакте разрушаются, и блок приходит в движение, приобретая кинетическую энергию и, следовательно, механический импульс. При ударе, вызванном торможением движения, блок отдает среде приобретенный импульс. 4. Сейсмическая активность участка территории определяется наличием градиентов потенциальной энергии, числом и размерами блоков, удерживаемых в покое прочностью контактовых зон. Сейсмическая активность сопровождает процессы преобразования рельефа территории, характер которых связан с наличием негоризонтальных границ в земных недрах, с различиями в структуре, плотности и прочности разных геологических тел, складывающих участок. Сейсмические эффекты землетрясений, взрывов и ударов определяются законом сохранения импульса, а этот важнейший закон физики - следствие однородности пространства. Мы называем сейсмическим событием любой процесс, результатом которого является сигнал, регистрируемый сейсмографом. Таких процессов происходит множество - движение транспорта, шаги людей, порывы ветра и морской прибой. Большинство сейсмических событий не связаны с землетрясениями и относятся к помехам при регистрации землетрясений. Грубо классифицировать сейсмические события можно на удары, взрывы и землетрясения. Если рассматривать удар движущегося тела о полупространство, легко понять, что механический импульс, которым обладало тело перед торможением, полностью отдается полупространству в момент его остановки. Наглядной моделью сейсмического события может служить дробление камня с помощью молотка и зубила. Что разбивает камень? Молоток вообще не касается камня в процессе разбивания, зубило контактируют с камнем в узкой зоне, а осколки отлетают от камня далеко от зоны контакта с зубилом. Немного логики – и становится ясно, что камень разрушается сейсмическим излучением, сформированным при ударе молотка об обушок зубила и распространяющимся вдоль зубила как вдоль проводника сейсмического излучения. В результате удара молотка обушок зубила приобретает механический импульс (количество движения); этот импульс распространяется со скоростью сейсмических волн вдоль металла и передается камню в зоне его контакта с зубилом. Изменение количества движения по определению есть ньютоновская сила, и действует эта сила на поверхности волнового фронта, на границе, разделяющей в данный момент частицы камня, еще не приобретшие импульс от частиц, уже обладающих импульсом. Действие ньютоновских сил приводит к разрыву сплошности камня, а избыток импульса определяет движение массивных обломков. Сейсмическое событие можно характеризовать интенсивностью сейсмического излучения - значением переданного в среду импульса, а также распределением в пространстве и во времени ньютоновских сил - производных импульса по времени. Модные сегодня модели процесса землетрясения, описывающие процесс как разрушение материала земных недр и излучение упругой энергии - с нашей точки зрения неверны. Современные модели сейсмических процессов игнорируют их важнейшую характеристику - механический импульс. Мы рассматриваем землетрясение именно как сейсмическое событие - его результаты регистрируются сейсмическими приборами. Несомненный факт, что инертная масса маятника во время сейсмического события движется относительно основания, скрепленного с грунтом, свидетельствует о том, что в это время действуют значительные силы, смещающие массы относительно исходного равновесного состояния. Этими внешними воздействиями могут быть только ньютоновские силы, связанные с изменением величины импульса, приносимого сейсмическим излучением из источника - в случае землетрясения - из очага. Зная природу излучения при ударах и взрывах, мы уверенно заключаем, что в очаге землетрясения происходит переход потенциальной энергии в кинетическую, некоторая масса приобретает импульс, этот импульс отдается окружающей среде по мере торможения массы. Таким образом, с точки зрения авторов, мерой интенсивности сейсмического события является механический импульс, приобретенный средой в источнике. Поступательный импульс (количество движения) распространяется в пространстве из источника в виде продольной волны Р, вращательный импульс (момент количества движения) – в виде поперечной волны S. Изменение импульса частиц на поверхности волнового фронта определяет действие ньютоновских сил – фронт создает сейсмическое давление, которое приводит к сотрясениям материальных систем. Сейсмическое давление определяет сейсмические эффекты, оцениваемые макросейсмической шкалой. Список литературы
|
Похожие:
 | Программа «СпИн» справочник- калькулятор для проектировщиков-строителей СНиП и справочной информации по математике и строительной механике;предоставляет средства визуализации карт снеговых, ветровых, температурных... | | Масштабно-инвариантные закономерности разрушения горных пород и развитие сейсмических событий Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте механики сплошных сред Уральского отделения ран, г. Пермь |
| Зимняя школа по механике сплошных сред ( пятнадцатая ) программ а Зимняя школа по механике сплошных сред проводится Уральским отделением Российской академии наук, Национальным комитетом по теоретической... | | Школа молодых ученых по аналитической механике и процессам управления в рамках Х четаевской международной конференции по аналитической механике, устойчивости и Х четаевской международной конференции по аналитической механике, устойчивости и управлению |
| В 2011 году Российский семинар по механике и процессам управления реорганизован во Всероссийский симпозиум по механике и процессам управления Ленности и торговли рф, Федеральное космическое агентство, Министерство образования и науки рф, Высшая аттестационная комиссия и... | | Программа Организаторы Всероссийской школы-семинара: Российский национальный комитет по теоретической и прикладной механике; Научный совет ран по механике деформируемого твердого тела В. Н. Максименко, С. А. Зорин. Предельное равновесие анизотропной пластины с эллиптическим отверстием, тонкими упругими включениями... |
| Международная научная конференция по механике Санкт-Петербурге на базе математико-механического факультета Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) Международную... | | Российский Национальный комитет по теоретической и прикладной механике Нижнем Новгороде 24-30 августа 2011 года X всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики.... |
| Рабочая программа учебного курса физики для 10, 11 классов Теоретическую основу курса общей физики составляют современные представления о механике, законах сохранения в механике, молекулярно-кинетической... | | Урок биологии в 8 классе на тему Установите цепочку событий, в результате которых может произойти отторжение донорской ткани (или органа). Определите последовательность... |