Техника - молодёжи 1978-07, страница 43
временном ходе сдвиговых напряжений в зоне, где происходит землетрясение, дает рисунок 2. Длительное нарастание напряжений в течение десятков и сотен лет приводит к разрушению, скалыванию пород, налряясение /мгновенно сбрасывается, упругая отдача, распрямление сжатых пород порождают упругие волны, распрострамя ющиеся от места разрыва во все стороны. Затем разрыв заживает, и процесс повторяется снова... В действительности материал Земли неоднороден по физическим свойствам и по способности к разрушению. Поэтому, как правило, перед возникновением динамическо го, быстрого разрыва происходит предваряющее его микроразрушение — появление малых трещин. Некоторые трещины могут возни кать медленно, бесшумно, другие быстро (последние будут регистрироваться как микроземлетрясення). Все вместе они как бы разрыхляют очаговую зону будущего большого толчка, изменяют физические и механические свойства пород очаговой зоны, замедляют рост напряжений и даже могут уменьшать их незадолго перед образованием главного разрыва. Вот этот процесс, предваряющий главный разрыв, и является физической основой предвестников. Однако, хотя сам факт связи предвестников с трещинообразова нием признается большинством ученых, точки зрения на развитие и особенности этого процесса во времени оказываются зачастую очень различными. Сотрудниками Института физики Землн АН СССР имени О. Ю. Шмидта разрабатывается теория, названная «Лавинно-неустойчивое трещинообразование» (ЛНТ). Суть ее заключается в следующем. Когда концентрация трещин в некотором объеме достигает критической величины, процесс тре-щинообразования лавинно нарастает и стягивается в узкую зону будущего главного разрыва. В ней образуется несколько относительно больших разрывов. Взаимодействие пары или нескольких больших трещин разрушает оставшиеся барьеры прочности, и происходит вспарывание магистрального разрыва — землетрясение. На р » i: j я к е 3 показана схема отдельныi стадий такого трещино-образоваш л. По этой теории на последнем Э1яге в процессе объединения «' гартовых» разрывов должны наблюдаться кратковременные аномалии, связанные со вспарыванием перемычек. По другой теории, выдвинутой группой ученых США, после появления большого числа открытых трещин они заполняются водой, &(Vp/vJ 1 месяц , Д Т АНОМАЛЬНОЕ 4 К=13 Ч: SWvs) и» |К=Н дТан. А „• : - & Рис. 1. График изменения во времени о (Vp . Vg ) перед землетрясением с энергией Е = 1о" джоулей. Vp — скорость продольных волн, Vg — скорость поперечных волн. Отношение определяется по сейсмограммам сейсмических станций, на которых записаны слабые землетрясения из района подготовки сильного. Наиболее полно этот эффект изучен комплексной сейсмологической экспедицией ИФЗ АН СССР, более 25 лет работающей в Гармском районе Таджикистана. Время AT , когда наблюдается этот эффект, тем больше, чем более сильное землетрясение готовится. Рис. 2. В течение сотен и тысяч лет медленно возрастают напряжения 5 в земных недрах и мгновенно, за несколько десятков секунд, сбрасываются во время катастрофического землетрясения. Кривая а — разрушение (землетрясение) происходит при достижении напряжения, равного критическому для горных пород. Так еще десять лет назад представлялся процесс подготовки землетрясения. Кривая б — землетрясение с резким сбросом напряжений До -происходит после разрыхления пород трещинами; уровень напряжения начинает снижаться до землетрясения. Позиции I, II, III — см. рисунок 3. Рис. 3. Стадии подготовки землетрясения и график зависимости от времени средней скорости деформирования очаговой зоны. На стадиях II и III за счет специфического хода трещинообразова-ния изменяются свойства среды в зоне и перераспределяются напряжения вокруг нее. Этим процессом хорошо объясняются явления, происходящие перед землетрясением, называемые предвестниками. i . однородние растрескивание . — ускорение трещин00еразпбания из-за — - взаимодействий трещин — неустойчивость и формирование — • главного разрыва . |
