Click here to load reader

B. Glavatovic - Inzenjerska Seizmologija - Skripta

  • View
    287

  • Download
    57

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Inzenjerska seizmologija

Text of B. Glavatovic - Inzenjerska Seizmologija - Skripta

  • PREDGOVOR

    Ova skripta su namijenjena studentima studijskog programa Graevinarstvo na Graevinskom fakultetu u Podgorici. S obzirom na relativno mali fond asova nastave za ovaj predmet (2+0 asa nedjeljno u jednom semestru) u ovim skriptama su vrlo kratko izloeni samo osnovni elementi teorijske Seizmologije i neto detaljnije osnove praktine i Inenjerske seizmologije. Sadraj skripti je koncipiran tako da omogui studentima upoznavanje sa osnovnim pojmovima i principima iz oblasti opte seizmologije, ali i da obezbijedi potrebno saznanje o principima savremenih metoda Inenjerske seizmologije iji su produkti neophodni za kvalitetno aseizmi-ko projektovanje i planiranje u trusnim podrujima.

    Branislav Glavatovi

  • Dr Branislav Glavatovi INENJERSKA SEIZMOLOGIJA

    1

    1 UVOD Seizmologija, kao relativno mlada nauna oblast geofizike, prouava procese koji uslovljavaju nastanak zemljotresa, kretanje tako stvorenih seizmikih talasa kroz Zemljinu koru i njenu dublju unutranjost, kao i destruktivne efekte dejstva seizmikih talasa na objektima i tlu. Naziv seizmologija potie od grkih rei seismos () potres i logija () nauka, dakle: nauka o zemljotresima.

    Prvi kvalitetniji instrumenti za registrovanje seizmikih talasa, nazvani seizmografi, konstruisani su tek oko 1879. godine. Meutim, prva nauna izuavanja zemljotresa kao prirodnog fenomena i njihovih efekata na tlu i objektima, objavljena su oko stotinu godina ranije.

    Zemljotresi su se dogaali tokom itave istorije formiranja i razvoja Zemljine kore. S obzirom na katastrofalne posljedice razornih zemljotresa (ljudske rtve i gubitak materijalnih dobara), fenomen nastanka zemljotresa uvek je predstavljao predmet prouavanja brojnih istraivaa. Tokom posljednje tri decenije dolo je do vrlo intenzivnog razvoja veoma kvalitetnih instrumenata za registrovanje zemljotresa, kao i metoda za analizu i obradu tih podataka. Time su stvoreni neophodni preduslovi za kvalitetnije prouavanje fenomena zemljotresa.

    Poslednje dvije decenije ulau se veliki istraivaki napori u seizmolokim institucijama veeg broja drava, u cilju utvrivanja pouzdanih metoda za kratkoronu prognozu zemljotresa. Do sada su postignuti ohrabrujui rezultati koji trasiraju dalji put istraivanja ka jednom od konanih i sutinskih ciljeva Seizmologije kao nauke.

    Prva instrumentalna registrovanja zemljotresa na podruju ovog dijela Balkana, izvrena su jo 1882. godine, kada je u Zagrebakoj meteorolokoj opservatoriji instaliran jedan mehaniki seizmograf. Neto kasnije, 1904. godine, poela su instrumentalna seizmoloka osmatranja u Sarajevu, a odmah zatim (1906. godine) u Beogradu, kao i u drugim gradovima (Skoplju, Ljubljani, Cerknici, Banja Luci, Titogradu i dr.).

    Od najznaajnijih seizmologa na podruju bive Jugoslavije, posebno mjesto zauzima prof. Dr Andrija Mohorovii (1857. - 1936.) koji je, prouavajui hodohrone serije Zagrebakih zemljotresa iz perioda 1904. - 1909. godine, identifikovao i kvantitativno utvrdio prostorni poloaj donje granice Zemljine kore i definisao prve hodohrone seizmikih talasa bliskih zemljotresa, te na taj nain praktino otvorio novo poglavlje u Seizmologiji - prouavanje unutranjosti Zemlje na bazi seizmolokih podataka. Po ovom velikanu Seizmologije, donja granica Zemljine kore je internacionalno oznaena kao Mohoroviiev diskontinuitet ili kratko Moho. Takoe, kao naunika koji zauzima istaknuto mesto u seizmologiji bive Jugoslavije, pa i ire, treba istai prof. Jelenka Mihajlovia, koji je ostvario poseban doprinos u izuavanju sezminosti mnogobrojnih seizmogenih zona Balkana.

    Podaci o brojnim katastrofalnim zemljotresima u svijetu, seu u daleku prolost. Broj rtava koji su tokom istorije odnijeli razorni i katastrofalni zemljotresi, najvei je u poreenu sa svim drugim prirodnim stihijama. Samo u Kini, u tri katastrofalna zemljotresa u periodu izmeu 1920. i 1976. godine utvreni broj rtava premaio je cifru od 650.000, a procjene se kreu i preko jedan milion ljudi (provincija Xining 1927., Tangshan 1976. i Gansu , 1920.), dok se ukupan broj rtava tokom prethodnih 100 godina u Svijetu procjenjuje na vie od dva milona. U tabeli Tabeli V-1 na strani 52 prikazani su podaci o broju rtava za katastrofalne zemljotrese sa vie od 10.000 rtava, koji su se dogodili na naoj planeti od poetka XX vijeka.

  • Dr Branislav Glavatovi INENJERSKA SEIZMOLOGIJA

    2

    Od destruktivnih zemljotresa na prostoru bive (SFR) Jugoslavije, pomenimo samo nekoliko, koje jo uvijek pamtimo: u Skoplju 1963. godine, sa 1.070 rtava, Banja Luci 1969., Crnogorskom primorju 1979. sa 136 rtava (101 rtva u Crnoj Gori i 35 u Albaniji) i na Kopaoniku 1980. godine.

    Znaajan doprinos unapreenju seizmoloke nauke na podruju balkanskog regiona ostvaren je kroz dva nauna projekta Ujedinjenih nacija, Programa za razvoj, koja su realizovana u poslednjih 30 godina. Prouavanje sizminosti balkanskog regiona, ostvaren u periodu 1974. 1976. i projekat Smanjenje seizmikog rizika na Balkanu, koji je realizovan u periodu 1980. 1986. godina.

    KKaarrttaa sseeiizzmmiikkoogg hhaazzaarrddaa MMeeddiitteerraannaa

  • Dr Branislav Glavatovi INENJERSKA SEIZMOLOGIJA

    3

    2 NASTANAK ZEMLJOTRESA Zemljotres, kao prirodna stihija, esto se identifikuje sa samom pojavom potresanja tla, odnosno oscilovanjem tla i svega to je na tom tlu, koje je uslovljeno naglim emitovanjem seizmikih talasa iz njihovog arita, koje najee nastaje u nekom od tektonskih procesa loma stijenske mase. Meutim, sa naunog aspekta, zemljotres predstavlja znatno kompleksniju prirodnu pojavu, ija se potpunija definicija ne moe saeti u jednoj reenici.

    Naime, da bi se ovaj fenomen bolje i potpunije razumio, neophodno je prvo prouiti osnovne vrste i tipove zemljotresa i shvatiti procese njihove pripreme i geneze.

    2.5 VRSTE I TIPOVI ZEMLJOTRESA Prema nainu nastanka, razlikujemo dvije osnovne vrste zemljotresa: prirodne i vjetake. Od prirodnih zemljotresa izdvajamo tri tipa ili podvrste: TEKTONSKI zemljotresi predstavljaju najznaajniju i apsolutno dominantnu vrstu zemljotresa (posebno na prostoru Balkana), kako po broju, tako i po snazi. Ovi zemljotresi nastaju u procesu iznenadnog loma stijenske mase, pod dejstvom velikih pritisaka u stijenama, koji su obino dugotrajno akumulirani u iroj zoni arita zemljotresa. Pod aritem zemljotresa podrazu-mijevamo mjesto (taka) maksimalne koncentracije napona u stijenama, neposredno prije loma stijene, odnosno njenog rasijedanja - dakle mjesto na kojem zapoinje taj lom. arite zemljotresa se esto naziva i hipocentar ili fokus, a njegova vertikalna projekcija na Zemljinu povr je epicentar. URVINSKI zemljotresi nastaju zaruavanjem podzemnih kaverni i peina u stijenskim masama povrinskih djelova Zemljina kore, koji su izloeni erozionim procesima podzemnih voda. Karakteristini su za krake terene.

    VULKANSKI zemljotresi se stvaraju u vulkanskim zonama, kao posljedica mehanikog dejstva magme u njenom kretanju kroz vulkanske kanale, kao i pri samoj erupciji. Na prostoru centralnog Balkana, danas nema aktivnih vulkana, pa ni ove vrste zemljotresa. Meutim, u zoni Vezuva u Italiji, Etne na Siciliji i na mnogim drugim djelovima Zemlje, ovakvi zemljotresi su vrlo esta pojava.

    U procesu nastanka zemljotresa, vri se transformisanje mehanikog rada u seizmiku energiju ili energiju seizmikih talasa, koji se zatim rasprostiru u svim pravcima kroz zemljinu koru i unutranjost, izazivajui odgovarajue efekte, a esto i razaranja na vjetakim objektima i deformisanje prirodnih terenskih oblika.

    Pored eksplozija, najei vjetaki zemljotresi nastaju kao posljedica ovjekovog dejstva na prirodu. Tako se, na primjer, u zoni vetakih akumulacionih jezera javljaju tzv. indukovani zemljotresi, kao posljedica promjene naponskog stanja na dnu i bokovima akumulacije, usljed poveanja i uestale promjene hidrostatikog pritiska vodenog stuba na stijenske mase, ali i kao posljedica smanjenja mehanike otpornsoti stijene usljed poveanja pornog pritiska vode prisutne u porama. Ova vrsta zemljotresa je znatno uestalija u poetnoj fazi eksploatacije akumulacije.

    U grupu vjetakih zemljotresa spadaju i zemljotresi nastali tzv. gorskim udarim, preteno u starim rudnicima uglja, kao i drugim podzemnim kopovima usljed njihovog zaruavanja, kao i manji zemljotresi stvoreni u procesu klienja tla i odronjavanja stijena u usjecima puteva i sl.

  • Dr Branislav Glavatovi INENJERSKA SEIZMOLOGIJA

    4

    2.6 SEIZMOGENA PODRUJA NA ZEMLJI I TEKTONIKA PLOA Analaizom prostornog rasporeda seizmike aktivnosti, lako se zapaa da su epicentri zemljotresa locirani najveim dijelom u relativno uskim pojasevima na Zemlji, od kojih su posebno znaajni Tiho-okeanski pojas sa brojnim ograncima i Mediteranski, odnosno trans-azijski (slika 2.1).

    Tiho-okeanski pojas prostire se du itave zapadne obale june i severne Amerike, zatim preko Aljaske do Kamatke, a zatim na jug preko japanskih ostrva do Filipina i Novog Zelanda.

    Pojas Mediterana, odnosno krajnji zapadni dio trans-azijskog pojasa, obuhvata zemljotrese dogoene u irem podruju Mediterana (posebno je izraen pojas u njegovom sjevernom dijelu od panije, preko june Francuske, Italije, Slovenije, Hrvatske, Bosne i Hercegovine, Srbije i Crne Gore, Albanije i Grke, do Turske i Crnog mora) zatim u regionu Bliskog istoka i dalje - preko Indije i Pamira do Dalekog istoka.

    Slika 2.1. Distribucija jaih zemljotresa dogoenih tokom jednogodinjeg perioda na Zemlji.

    Prvu ideju o pomjeranju kontineta iznio je Alfred Wegenner (Vegener) jo poetkom XX vijeka, asociran izrazitom podudarnou oblika kontinentalnih rubova zapadne Afrike i istonih djelova june Amerike. Nauno uobliavanje ove ideje i njene prve potvrde ostvarene su tek poetkom ezdesetih godina XX vijeka, kada je na osnovu brojnih rezultata intenzivnih paleomagnetskih(1) ispitivanja stijen

Search related