CHƯƠNG ĐỘNG ĐẤT & CẤU TRÚC TRÁI ĐẤT Nguồn gốc động đất Địa chấn học Tổn thất động đất Sự phân bố động đất giới Cấu trúc Trái đất 1 Nguồn gốc động đất    Động đất: rung chuyển với tốc độ nhanh Vỏ Trái đất Động đất xảy ứng suất căng giải phóng từ đá vào Vỏ Trái đất manti Ứng suất căng ma sát mảng “nổi” manti Động đất dịch chuyển đứt gãy, núi lửa phun hay vụ nổ bom Hầu hết động đất xảy dịch chuyển đột ngột đới đứt gãy, lượng giải phóng gây động đất 2 Địa chấn học    Khi động đất xảy ra, lượng đàn hồi giải phóng truyền chấn động khắp Trái đất Các chấn động gọi sóng địa chấn Địa chấn học : nghiên cứu hành vi sóng địa chấn Trái đất Sóng địa chấn địa địa chấn đồ       - - Lò động đất: nơi phát sinh động đất, tập trung giải phóng lượng động đất Tâm (Focus center): nguồn phát sinh lượng động đất Tâm (Epicenter): hình chiếu tâm lên mặt đất Độ sâu lò động đất: từ chấn tâm đến lò động đất Khoảng cách chấn tâm: từ chấn tâm đến trạm đo động đất Theo độ sâu: Lò động đất nông: từ 0- 70km (chiếm 72% tổng lò động đất) Lò động đất sâu trung bình: 70- 300km, chiếm 23% Lò động đất sâu: từ 300- 700km, chiếm 4%     Sóng lịng đất: Sóng nén ép P (press), sóng sơ cấp (Primary) Sóng cắt S (shear), sóng thứ cấp (Secondary) Sóng mặt: lan truyền hay gần mặt đất Sóng L Sóng Rayleigh      Sóng P Sóng phát sinh đến trạm đo trước tiên Làm thay đổi khối lượng đá Tính chất nén ép, xô đẩy Vận tốc lan truyền khoảng 6- 8km/s Có thể lan truyền qua mơi trường rắn, lỏng, khí Sóng S: - Tác dụng lắc lư theo phương nằm ngang - Truyền qua môi trường rắn, bị môi trường lỏng hấp thu - Gây phá hủy mạnh, - Vận tốc lan truyền khoảng 3,5- 5km/s Sóng mặt: lan truyền gần song song với bề mặt Trái đất, di chuyển chậm so với sóng S, có biên độ sóng lớn địa chấn đồ  Sóng Love gồm tồn chấn động sóng cắt mặt phẳng nằm ngang tương tự sóng S  Sóng Rayleigh kết hợp sóng cắt nén ép theo phương thẳng đứng nằm ngang 10 Biểu thị độ lớn nhỏ lượng giải phóng từ tâm F Cấp độ Richter logarith thập phân biên độ lớn vạch biểu đồ địa chấn (tính µm) nằm cách tâm ngồi 100km” Mỗi cấp độ Richter có lượng gấp 10 lần cấp liền trước   động đất cấp 7.0 Richter mạnh gấp 1000 lần so với cấp 4.0 11 Khi tăng cấp độ Richter, lượng giải phóng tăng 31 lần Động đất cấp 8.0 giải phóng 31x31 lần lượng so với động đất cấp 6.0 Richter Magnitude Energy (ergs) Factor 2.0 x 1013 6.3 x 10 2.0 x 1016 6.3 x 10 2.0 x 1019 6.3 x 10 2.0 x 1022 6.3 x 10 14 17 20 23 31 x 31 x 31 x 31 x 12 Cấp độ Richter Cấp 1- 2-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 >9 >10 Khơng nhận biết Có thể nhận biết khơng gây thiệt hại Mặt đất rung chuyển, nghe tiếng nổ, thiệt hại không đáng kể Nhà cửa rung chuyển, số cơng trình có tượng bị nứt Mạnh, phá hủy hầu hết cơng trình xây dựng thơng thường, có vết nứt lớn tượng sụt lún mặt đất Mạnh, phá hủy hầu hết cơng trình xây dựng thơng thường, có vết nứt lớn tượng sụt lún mặt đất Rất mạnh, phá hủy gần hết thành phố hay thị , có vết nứt lớn , vài tòa nhà bị lún Rất xảy Cực xảy 13 Phản ánh mức độ ảnh hưởng rung động mặt đất đến khu vực cụ thể bề mặt Vỏ Trái đất Thang gồm 12 cấp ảnh hưởng động đất Cấp Đặc điểm I Không cảm nhận được, trừ đối tượng nhạy cảm điều kiện đặc biệt II Những đồ vật treo tường mỏng nhẹ lay động Những người nằm nghỉ, đặc biệt nhà cao tầng, cảm nhận III Rung động có xe tải qua Trong nhà, đặc biệt lầu cảm nhận rung động IV Trong nhà nhiều người cảm nhận được, trời người cảm nhận Vào ban đêm số người bị đánh thức Bát dóa bị xáo động, tường có tiếng nứt nẻ, xe đậu bị xô đẩy Sự rung động 14 có xe tải nặng qua V Hầu hết người nhận biết : nhiều người bị đánh thức, tường bị vỡ mảng, đồ vật bị đổ nhào, cối, cột, đồ vật dạng tròn bị xáo trộn Tất người nhận thức được: nhiều người sợ hãi chạy đường, bàn VI ghế bị xê dịch, vôi tường rơi mảng, ống khói bị phá hủy, tổn thất nhẹ Mọi người đổ xô đường Nhà cửa xây dựng tốt bị thiệt hại không đáng VII kể, xây dựng kỹ bị thiệt hại trung bình nhà xây dựng - thiết kế bị hư hại nhiều, nhiều ống khói bị đổ vỡ Một số cấu trúc có thiết kế đặc biệt bị hư hại nhẹ, nhà cửa bình thường bị sụp đổ phần, xây dựng bị 15 Các cấu trúc có thiết kế đặc biệt bị hư hại đáng kể: khung bị nghiêng, tòa IX nhà bị nghiêng; mặt đất nứt nẻ, đường ống ngầm bị đổ vỡ Một số nhà gỗ xây dựng kỹ bị tàn phá Nhà beton bị tàn phá gãy đổ X phần chân, đường tàu bị xô lệch; bờ sông đất chuồi, bờ dốc cát bùn bị chảy trượt Nước sông đổ tràn bờ Rất nhà đứng được, đường xá bị nứt nẻ, hệ thống ống ngầm hoàn XI toàn bị phá hủy Ở vùng đất xốp mềm, đất bị chuồi trượt, đường tàu phần lớn bị xô lệch Mặt đất hoàn toàn bị tàn phá, mặt XII đất nhấp nhô, đồ vật bị ném tung vào không khí 16 Tổn thất động đất     “Động đất không giết chết người, tòa nhà sụp đổ làm chết người” cần có tiêu chuẩn xây dựng cho khu vực thường xuyên xảy động đất Td Năm 1986 động đất cấp 7.1 xảy San Francisco, California, 40 người chết (đa số sup đổ đường cao tốc) 10 tháng sau , động đất cấp 6.9 xảy Armenia, 25,000 người chết chưa có tiêu chuẩn xây dựng nhà cao tầng Năm 1976 động đất T’ang Shan, Trung Quốc, 240.000 người chết 17 Sự rung động mặt đất: sóng động đất truyền qua gần tâm gây sụp đổ công trình Mức độ rung động phụ thuộc vào khoảng cách từ tâm tính chất đá/   ◦ Vật liệu trầm tích bở rời thường bị rung động mạnh đá gốc ◦ Kiến trúc betong nhà gạch thường dòn, dễ bị sụp đổ kiến trúc gỗ thép Nứt đất xảy dọc theo đứt gãy có dịch chuyển  cơng trình nằm ngang qua đứt gãy bị sụp đổ Cháy tổn thất thứ cấp động đất Các hệ thống dẫn gas, điện bị nứt vỡ gây cháy nổ Cháy nổ chiếm đến 90% tổn thất động đất 18 Trượt lở xảy vùng núi động đất kích thích đá, đá vụn đổ xuống chân núi  Cát chảy: vật liệu bở rời bão hòa nước chảy xảy chấn động động đất  Sóng thần đợt sóng cao, di chuyển cực nhanh qua đại dương, xảy động đất ven biển, gây thiệt hại hàng ngàn km dọc bờ biển  19 4.Phân bố động đất giới    Ở đới hút chìm thường xảy động đất mạnh Khoảng 80% trận động đất xảy đai Thái Bình Dương Khoảng 15% xảy đai Địa Trung Hải- Hymalaya 20 Động đất ranh giới tách dãn: Ở sống núi đại dương chịu ứng suất cang dãn đứt dãy thuận thung lũng rift, động đất có tâm nông