سبد خرید خالی است
همه ما در طول عمر خود براي يك بار هم كه شده زلزله را ديده و اثرات كم يا زياد آن را تجربه كرده‌ايم. ولي به راستي زلزله چيست؟ زمين لرزه چيست و چگونه اتفاق مي‌افتد؟ فلسفه روی دادن این اتفاق چيست؟ نيروی وارد بر سازه طي چه فرآيندی رخ مي‌دهد كه ما آن را احساس مي‌كنيم؟ چه خطراتي ممكن است ما و سازه‌ای كه در آن هستيم را تهديد كند؟ چگونه مي‌توانيم خانه‌ها و سازه‌ها را در مقابل زلزله و نيروی زلزله وارد بر سازه تقويت كنيم تا دچار كمترين خسارت‌هاي مالي و جاني شويم؟ اينها سؤالات مهمي هستند كه پاسخ به آنها آگاهي ما را در مقابل زلزله افزايش مي‌دهد و باعث مي‌شود در شرايط بحراني و خطرزای بروز زلزله از خود و سازه‌هايي كه در آن اقامت داريم به خوبي محافظت كنيم. بنابراين براي آشنايي بيشتر با اين مفاهيم در ادامه مقاله با ما همراه باشيد!
سابقه تاریخی کشور ایران نشان می‌دهد که ایران کشوری لرزه‌خیز بوده و در طول تاریخ زلزله های بزرگ با پیامد های فاجعه باری را بر خود دیده است. در این مقاله به بررسی فلسفه وقوع زمین لرزه، چگونگی اندازه گیری شدت و بزرگای زلزله خواهیم پرداخت. با توجه به لرزه خیز بودن کشور ایران و وقوع سالیانه چندین زلزله نسبتا بزرگ طراحی و ساخت سازه های مقاوم در برابر زلزله اهمیت زیادی دارد که نیاز است جامعه مهندسی عمران کشور و کارفرمایان توجه ویژه ای به آن داشته باشند.
قبل از بيان چگونگي بروز زلزله و شرح فرآيند نيروي زلزله وارد بر سازه لازم است ابتدا با انواع زلزله آشنا شويم. بر اساس منبع ايجادكننده زلزله، انواع مختلفي از آن به شرح زير وجود دارد:
قبل از بيان چگونگي بروز زلزله و شرح فرآيند نيروي زلزله وارد بر سازه لازم است ابتدا با انواع زلزله آشنا شويم. بر اساس منبع ايجادكننده زلزله، انواع مختلفي از آن به شرح زير وجود دارد:
زلزله آتشفشانی
اين نوع زلزله حاصل فعاليت‌هاي آتشفشاني است و فقط در اين نواحي رخ مي‌دهد.
زلزله القايی
زلزله القايي حاصل تغييرات سطح آب، چه در پشت سدها و آب‌گيرها و چه تزريق آب به زمين يا برداشت و استخراج آب از زمين در مكان گسل‌ها است. بنابراين مي‌توان گفت زلزله القايي حاصل بارگذاري سريع به زمين يا برداشت ناگهاني بار از زمين است.
زلزله تكتونيک
اين زلزله كه بالاترين آمار بروز زلزله در دنيا را به خود اختصاص مي‌دهد، حاصل حركت صفحات پوسته زمين در لايه‌هاي زير سطح است.
زلزله فروريختی
زلزله فروريختي حاصل فروريختن غارها و كانال‌هاي زيرزميني است كه كوچك و اغلب كم‌اهميت و محلي هستند.
زلزله حاصل انفجار
زلزله‌های حاصل از انفجار، زلزله‌هايی هستند كه در نتيجه انفجارهای صنعتی و نظامی رخ مي‌دهند و شدت و محل آنها مشخص است و در نتيجه قابل پيش‌بينی هستند.
آنچه كه در اين مقاله مد نظر ماست، زلزله تكتونيک و اثرات آن بر سازه ها و زندگي ماست كه حاصل حركات پوسته زمين و غيرقابل پيش‌بينی مي‌باشد.
این تصور نادرست همواره وجود داشته است که زمین لرزه عامل مرگ انسان ها و از بین رفتن زیر ساخت های جوامع است، اما بر خلاف این دیدگاه عامیانه، باید جمله معروفی را یادآور شد که ” زلزله انسان ها را نمی کشد ، اما سازه ها ضعیف طراحی شده را چرا ! ” . از همین رو کیفیت طراحی و اجرای سازه ها برای مقابله با زلزله بسیار حائز اهمیت است که موجب شکل گیری آیین نامه های طراحی لرزه ای در دهه های اخیر شده است.
کمتر پیش می آید که مهندسین محاسب و طراح سازه کم تجربه و یا بصورت کلی مهندسین عمران و معمار به دنبال علت وقوع زمین لرزه باشند! علت رویدادی که سازه ها را برای مقابله با آن طراحی می کنند. از همین رو است که بر آن شدیم تا در آموزشی مختصر و کوتاه به صورت روان و ساده و بر اساس مراجع مختلف، علت و نحوه وقوع زلزله را بررسی نماییم تا اگر روزی از یک دانشجو یا مهندس عمران و معمار در خصوص علت لرزش زمین و وقوع زلزله پرسیده شد، جوابی صحیح و ساده برای توضیح دادن داشته باشد.
به طور كلي صفحات پوسته زمين يك تكه نيستند و به وسيله شيارهايي از هم جدا شده‌اند. اين صفحات داراي سه نوع حركت هستند كه ميزان حركت آنها 50 ميلي‌متر در سال است و هر نوع حركت منجر به بروز پديده‌اي مي‌شود. بنابراين حركات پوسته زمين به طور كلي شامل حركات هم‌گرا، واگرا و انتقالي هستند كه در حركات هم‌گرا، صفحات به هم نزديك مي‌شوند و كوه‌ها را شكل مي‌دهند. در حركات واگرا صفحات از هم دور مي‌شوند و دره‌ها را پديد مي‌آورند و در حركات انتقالي كه نقش مهمي در ايجاد زلزله دارند، صفحات در كنار هم مي‌لغزند.
در جريان اين حركات آهسته و نسبي كه بين صفحات پوسته زمين (صفحات تكتونيك يا زمينساخت) به وجود مي‌آيد، ترك‌ها و شكاف‌هايي در نقاط مرزي صفحات شكل مي‌گيرد كه به آنها گسل مي‌گويند. گسل‌ها نسبت به هم تمايل حركت دارند و در قسمت‌هايي كه داراي سطوح نامنظم و سنگي هستند با هم چفت و بست مي‌شوند. اين چفت و بست در دو طرف شكاف مانع از حركت دو امتداد پوسته مي‌شود و در نتيجه نيروي زيادي در اين محل‌ها انباشت مي‌گردد. هرگاه اين سنگ‌ها مقاومت خود را از دست بدهند يا دچار ضعف شوند، چنانچه لغزشي در اين نقاط ضعيف رخ دهد، گسيختگي ايجاد شده و لغزش ناگهاني منجر به آزادشدن نيروي زيادي كه انباشت شده بود، مي‌شود كه مي‌تواند به صفحات بالايي پوسته زمين و سازه‌ها برسد و ما آن را به شكل زلزله مشاهده كنيم.
به لرزش زمین در اثر آزاد شدن ناگهانی انرژی از پوسته زمین، زلزله یا زمین لرزه می گویند. به طور کلی زمین از سه لایه به نام های پوسته ، گوشته (جبه) و هسته تشکیل شده است که بیرونی ترین لایه آن پوسته می باشد. پوسته زمین در برابر جبه و هسته دارای ضخامت اندک اما صلبیت بسیار زیاد می باشد که بر روی لایه های زیرین سیال گونه، شناور است و این پوسته از صفحاتی چسبیده به هم تشکیل شده است که بر اثر نیروهای وارد از جبه زمین به پوسته ، نسبت به هم دارای حرکت می باشند (در سال حدود 50 میلی‌متر). از همین رو است که می توان پوسته زمین را همانند پوست تخم مرغ شکسته شده دید که بر روی زرده و سفیده شناور است.
در اثر حرکات نسبی بین صفحات زمین که به آن صفحات تکتونیک یا زمین ساخت نامیده می شوند، ترک ها و شکاف هایی در مرزها و درون این صفحات بوجود می آید که عامل ایجاد زلزله ها و لرزش زمین اند. این شکاف ها گسل نام دارند.
گسل ها شکاف ها یا شکستگی های در پوسته زمین هستند که در لبه یا لبه های شکاف نسبت به هم تمایل به حرکت دارند. از طرفی این لبه ها که بخشی از پوسطه سنگی و سخت زمین هستند دارای سطوح نامنظم و سنگی بوده که باهم قفل و بست شدیدی دارند. قفل و بست بین این لایه های عظیم سنگی در دو طرف شکاف مانع حرکت دو امتداد پوسته در گسل شده و به همین علت انرژی کرنشی عظیمی طی سالیان در محل این قفل و بست ها جمع شده تا نهایتا سنگ ها در آن محل ها مقاومت خود را از دست داده و ناگهان گسیخته می شوند و این قفل و بست ناگهان تبدیل به حرکت و جابجایی شده و باعث شده آن انرژی کرنشی عظیم انباشت شده به یکباره آزاد شود و خود را به صورت امواج لرزه ای نشان دهند.
همان طور که اشاره شد در هنگام وقوع زمین لرزه انرژی بسیار زیادی به صورت ناگهانی آزاد می‌شود. این انرژی به صورت امواج مختلف در همه‌ی جهات شروع به انتشار می‌کند. به نقطه ای درون زمین که انرژی از آن جا آزاد می‌شود کانون زلزله و تصویر آن نقطه روی سطح زمین را مرکز زلزله می گویند. همچنین به فاصله ی بین کانون زلزله تا سطح زمین عمق کانونی زلزله گفته می شود. زلزله های مختلف دارای عمق های کانونی مختلف هستند و این عمق از حدود چند کیلومتر تا چند صد کیلومتر متغیر است.
شدت زمین لرزه یک مقیاس کیفی برای سنجش میزان خرابی زلزله است و بیشتر مورد استفاده لرزه شناسان و زمین شناسان قرار می گیرد. معروف ترین مقیاس شدت زمین لرزه مقیاس مرکالی است که در آن شدت تکان زمین به صورت تابعی از احساس انسان ها و موجودات زنده از زلزله و نیز تاثیر آن بر سازه های مختلف است. این مقیاس دارای 12 شدت مطابق زیر است که نخستین بار در سال 1931 ارائه گردیده است.
| شدت | توصیف زلزله |
| I | زمین لرزه احساس نمی شود |
| II | زمین لرزه در طبقات بالای ساختمان ممکن است احساس شود |
| III | زمین لرزه تا حدودی حس می شود |
| IV | دارای صدا و تکان خفیف |
| V | وسایل خانه ها تکان میخورند و اشیا آویزان نوسان می کنند |
| VI | زلزله متوسط با خسارت اندک |
| VII | زلزله شدید با خسارت قابل توجه به ساختمان های ضعیف |
| VIII | زلزله خیلی شدید همراه با تخریب کلی سازه های ضعیف و شکاف در زمین های مرطوب |
| IX | زلزله خیلی شدید همراه با آسیب و خسارت در سازه های محکم و مقاوم |
| X | زلزله وحشتناک همراه با منهدم شدن ساختمان ها و صدمه دیدن سدها و پل ها |
| XI | تغییرمکان زیاد زمین و فوران آب از آن |
| XII | پرتاب اشیا به هوا و انهدام سازه ها به همراه تغییر مسیر رودخانه ها |
در نهایت لازم می دانم متذکر شوم که در این نوشتار کوتاه سعی بر آن شده است تا به ساده ترین شکل مسائل بیان شود تا تمامی مخاطبان با هر سطح معلوماتی توانایی درک آسان علت و نحوه وقوع زلزله را داشته باشند و علاقه مندان به کسب اطلاعات کامل تر در خصوص زلزله شناسی و مهندسی زلزله می توانند به مراجع متن که در انتها معرفی شده است مراجعه نمایند . همچنین مطمئنا از نظرات و پیشنهادات خوانندگان و صاحب نظران استقبال می نماییم.
به امید آن روز که هیچ انسان بی گناهی بر اثر وجود ساختمان های ضعیف طراحی و ساخته شده کشته یا بی خانمان نشود.
علی تقوی
سلام وقتتون بخیر ممنون از مقاله مفیدتون و زحماتتون برای جامعه مهندسی سوالی که داشتم این هستش که بزرگترین زلزله ای که در طول تاریخ ثبت شده میدونین چه بزرگایی داشته؟
پشتیبانی پاراسیویل
سلام مهندس جان وقتتون بخیر زلزله شیلی در سال 1960 با بزرگای 9.5 ریشتر بزرگترین زلزله تاریخ بوده است. برای اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنین.
آرمیتا امینی
با سلام خدمت شما تیم کوشای پاراسیویل بسیار مقاله جالبی بود فقط یک سوال داشتم آیا بر اساس متنی که نوشتید میتوانیم بگوییم که به جای ریشتر بهتر است از واحد مرکالی برای بیان شدت و بزرگی زلزله استفاده کنیم؟ مثلا به جای آنکه بگوییم زلزله های یک ریشتری احساس نمی شوند بگوییم زلزله با انرژی یک مرکالی توسط انسان قابل احساس نیستند.
ماندانا قربانی
سلام وقتتون بخیر ممنون از مطلب خوبی که قرار دادین سوالی داشتم و اون اینکه آیا طبق این مطلب این برداشت درسته که بگیم هرچه زلزله های کوچک با شدت و قدرت کمتر اتفاق بیفته بهتره؟ چون در این صورت از ذخیره شدن بیش از حد انرژی و آزاد شدن ناگهانی آن جلوگیری می شه. آیا این باور عمومی علمی هم هست یا خیر؟
فاطمه دانش پژوه
سلام مهندس نوروزی وقتتون بخیر سوال من از خدمت شما اینه که آیا جنس پوسته زمین و نوع صفحات تکتونیکی می‌تواند با شدت زلزله در ارتباط باشد؟ مثلا در بعضی صفحات تکتونیکی ممکن است میزان سنگریزه های ریزی که در هر دو صفحه در تماس و در اصطحکاک با یکدیگر هستند (و همانند چسب مانع حرکت صفحات نسبت هم می شوند) بیشتر باشد بنابراین بدیهی است که در این حالت هر دو صفحه مدت زمان بیشتری می‌توانند در مقابل نیروی به حرکت درآورنده صفحات مقاومت کنند، در نتیجه نیروی بیشتری در داخل آنها ذخیره می شود و در صورت تمام شدن مقاومت آن ها و غلبه نیروی حرکت صفحه ها بر اصطحکاک بین سنگ ریزه هایشان ناگهان نیروی عظیمی آزاد خواهد شد پس احتمالا این اتفاق زلزله شدید تری را در پی خواهد داشت. لطفا مقاله ای برای روشن تر شدن این موضوع منتشر بفرمائید با سپاس از مطالب خوبتون.
برای دریافت جدیدترین اخبار و مطلع شدن از جشنواره پاراسیویل ایمیل خود را وارد کنید
بحث درباره این مقاله