บทที่１
ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับแผ่นดินไหว
１.หน่วยบอกขนาดของแผ่นดินไหว
ความถี่การสั่นสะเทือน
ความถี่การสั่นสะเทือนคือการวัดจำนวนรอบที่เกิดขึ้นต่อวินาที องค์ประกอบความถี่หลักของแผ่นดินไหวน้อยกว่า 10Hz และคลื่นแนวตั้งมีความถี่สูงกว่าคลื่นแนวนอน
ความเร่ง
หน่วยแสดงความเร่งของแผ่นดินไหวคือ *Gal 980Gal=980cm/s2≒1G เรียกว่า แผ่นดินไหวขนาดใหญ่” ครั้งหนึ่งเคยเกิดขึ้นที่ญี่ปุ่น Hanshin, Chuetsu และ Tohoku บันทึกรูปคลื่นได้มากกว่า 1,000Gal และเห็นได้ชัดว่าความเร่งนั้นมากกว่าความเร่งจากแรงโน้มถ่วง (1G) ที่เกิดขึ้นในแผ่นดินไหวเหล่านี้ 980Gal=980cm/s”2 ≒ １Ｇ
กัล
หน่วยของความเร่ง 1Gal=1cm/s2 และใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านแผ่นดินไหววิทยา Gal” จัดอยู่ในประเภท non SI (หน่วยสากล) โดยมีข้อจำกัด อย่างไรก็ตาม อนุญาตให้ใช้ได้อย่างอิสระในเรื่องความเร่งโน้มถ่วงหรือแผ่นดินไหว”
ขนาด
แมกนิจูดคือการวัดขนาดแผ่นดินไหวจากจุดโฟกัส โดยทั่วไป ยิ่งความลึกและขนาดใหญ่เท่าใด การสั่นสะเทือนก็ยิ่งกระจายออกไปมากเท่านั้น
- ศูนย์กลางยิ่งลึก การแพร่กระจายยิ่งกว้าง
- ความลึกของจุดศูนย์กลางต่างกันมีความเข้มของพื้นผิวต่างกัน แม้ว่าขนาดจะเท่ากันก็ตาม
มาตราวัดความเข้มของแผ่นดินไหวในญี่ปุ่น
ปัจจุบัน สำนักงานอุตุนิยมวิทยาญี่ปุ่นใช้ชินโดะวัดความรุนแรงของแผ่นดินไหว มาตราส่วนความเข้มของแผ่นดินไหวคำนวณจากรูปคลื่นความเร่งของพื้นดิน Seismic Intensity Scale อาจเปลี่ยนแปลงหลังการคำนวณตามระยะเวลาแผ่นดินไหวและแรงสั่นสะเทือน
ดูแผนภูมิ
ค่าที่ JMA กำหนดขึ้นได้รับการประเมินใหม่หลังจากแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ฮันชิน/อาวาจิ แบ่งออกเป็น 10 ชั่ง; 0-4・5 ตัวล่าง・5 ตัวบน・6 ตัวล่าง・6 ตัวบน・7. แต่ละประเทศใช้มาตรวัดแผ่นดินไหวที่แตกต่างกัน
| แผ่นดินไหว JMA ความเข้ม |
ความเข้มที่วัดได้ | การรับรู้และปฏิกิริยาของมนุษย์ | สาธารณูปโภคและโครงสร้างพื้นฐาน |
|---|---|---|---|
| 0 | น้อยกว่า 0.5 | ไม่รู้สึกโดยทุกคนหรือส่วนใหญ่ | – |
| 1 | 0.5～1.5 | มีเพียงบางคนเท่านั้นที่รู้สึกได้ในที่ร่ม | – |
| 2 | 1.5～2.5 | รู้สึกโดยคนจำนวนมากในบ้าน. บางคนตื่น. |
– |
| 3 | 2.5～3.5 | รู้สึกโดยคนจำนวนมากในบ้าน. บางคนมีอาการหวาดกลัว |
– |
| 4 | 3.5～4.5 | ทำเอาหลายคนใจหาย บางคนพยายามหนีจากอันตราย | – |
| 5-ล่าง | 4.5～5.0 | คนส่วนใหญ่พยายามหนีจากอันตรายโดยวิ่งออกไปข้างนอก บางคนพบว่ามันยากที่จะเคลื่อนไหว |
มาตรวัดก๊าซพร้อมอุปกรณ์นิรภัยสะดุด ทำให้การจ่ายก๊าซในครัวเรือนเดียวกันหยุดลง ในบางกรณีที่เกิดขึ้นไม่บ่อยนัก อาจเกิดการหยุดจ่ายน้ำ |
| 5-บน | 5.0～5.5 | หลายคนหวาดกลัวอย่างมากและพบว่ามันเคลื่อนไหวลำบาก | ท่อส่งก๊าซเข้าบ้านและท่อส่งน้ำหลักชำรุด |
| 6-ล่าง | 5.5～6.0 | ยากที่จะยืนหยัดต่อไปได้ | ท่อส่งก๊าซเข้าบ้านและท่อส่งน้ำหลักชำรุด |
| 6-บน | 6.0～6.5 | ไม่สามารถยืนต่อไปได้และไม่สามารถขยับได้เลย | ท่อส่งก๊าซไปยังอำเภอและโรงจ่ายน้ำชำรุด |
| 7 | 6.5～ | สั่นสะเทือนจนเคลื่อนไหวไม่ได้ดั่งใจ | น้ำและไฟฟ้าอาจหยุดเป็นบริเวณกว้าง |
２.ค่าเอสไอ
ค่าเอสไอ
“สเปกตรัมตอบสนองความเร็ว” เป็นหนึ่งในมาตรฐานในการแสดงพลังทำลายล้างของแผ่นดินไหวที่กำหนดให้กับโครงสร้าง หากโครงสร้างมีความแข็งแรงสูง ช่วงเวลาปกติของความเร็วจะอยู่ระหว่าง 1.5-2.5 วินาที ค่ารวม (พื้นที่ของการกระจายสเปกตรัม) อาจเป็นปัจจัยหนึ่งที่แสดงถึงพลังทำลายล้างของแผ่นดินไหว ดังนั้นจึงเรียกว่าเป็น “ความเข้มของสเปกตรัม : ค่า SI”
ค่า SI คือมาตรฐานประเมินแผ่นดินไหว
พลังทำลายล้างต่อโครงสร้าง
ทำไมค่า SI จึงจำเป็น?
-
แม้จะมีความเร่งหรือขนาดเท่ากัน ความเสียหายต่ออาคารอาจแตกต่างกันไปตามช่วงความถี่หรือเวลา ความเสียหายที่แท้จริงของโครงสร้างไม่สามารถประเมินได้ด้วยระบบแผ่นดินไหวแบบเดิม ซึ่งต่อไปนี้จะขึ้นอยู่กับความเร่ง (Gal) เท่านั้น
ดังนั้นควรใช้มูลค่าเพื่อทำความเข้าใจความเสียหายที่แท้จริงของโครงสร้าง -
เปรียบเทียบกับสำนักการประปาเทศบาลนางาโอกะและสำนักก๊าซและการประปาเทศบาลโอจิยะ
เมื่อแผนกก๊าซและน้ำในเมืองโอจิยะเกิดแผ่นดินไหว ก็ไม่มีความเสียหายใดๆ แม้ว่าจะมีความเร่งสูงก็ตาม
ในเมืองนางาโอกะที่มีการเร่งความเร็ว
ต่ำ และ ค่าไอเอส สูง เกิดความเสียหายอย่างมาก
“สรุปความเสียหายต่อธุรกิจจัดหาก๊าซในแผ่นดินไหว Chuetsu จังหวัด Niigata รายงานโดยคณะอนุกรรมการด้านความปลอดภัยของก๊าซ – พฤษภาคม 2552”
ซัพพลายเออร์ก๊าซสิบสองแห่งบันทึกระดับความรุนแรงแผ่นดินไหวได้มากกว่าระดับ 5 หลังเกิดแผ่นดินไหว มีเพียง คาชิวาซากิ Gas and Water Dept. เท่านั้นที่หยุดจ่ายก๊าซเนื่องจากสถานประกอบการได้รับความเสียหายอย่างรุนแรง
SI และค่าความเร่งจะแสดงในแผนภูมินี้ซึ่งได้รับการตรวจสอบและบันทึกโดยเครื่องวัดแผ่นดินไหวในแต่ละสถานที่
ภาพที่ 1 สภาพความเสียหายของแต่ละคลังก๊าซ
| แผ่นดินไหว ความเข้ม |
บริษัท | ค่าเอสไอ (ไคน์) |
สถานการณ์ความเสียหาย (สาว) |
สถานการณ์ความเสียหาย |
| 6 ด้านบน |
คาชิวาซากิ ฝ่ายก๊าซและน้ำ |
99* | คากามิโช 999* ฟูจิอิ 746 คาริวะ1,000* |
ไฟฟ้าดับประมาณ 34,000 หลังคาเรือน (บ้านเป้าหมายการกู้คืน: 30, 978**) |
| 6 ต่ำกว่า |
Nagaoka Water Dept. (มิชิมะ) | 50 | 293 | 120 หลังคาเรือน สำหรับเหตุขัดข้องในการจัดหา (กู้คืนวันที่ 16 กรกฎาคม) |
| Ojiya แผนกแก๊สและน้ำ. | 23 | 323 | ไม่มีความเสียหาย | |
| Jyoetsu ฝ่ายก๊าซและน้ำ (คาชิวาซากิ) | 73 | 444 | บ้านเรือน 81 หลัง เกิดปัญหาด้านอุปทาน (กู้คืนวันที่ 18 กรกฎาคม) |
|
| 5 ด้านบน |
Hokuriku Gas Dept. (สาขานางาโอกะ) | 46 | 527 | ไม่มีความเสียหาย |
| Kanbara แผนกแก๊ส | 36 | 210 | ไม่มีความเสียหาย | |
| Nagaoka Water Dept. (Koshiji) | 38 | 258 | ไม่มีความเสียหาย | |
| Shirane Gas Dept. | 26 | 165 | ไม่มีความเสียหาย | |
| แผนกสะแกแก๊ส | 24 | 174 | ไม่มีความเสียหาย | |
| 5 ต่ำกว่า |
โรงงานผลิตก๊าซและน้ำและน้ำเสียของมิตสึเกะ | 34 | 254 | ไม่มีความเสียหาย |
| ฝ่ายก่อสร้าง Kawaguchi | 18 | 217 | ไม่มีความเสียหาย | |
| Uonuma ฝ่ายก๊าซและน้ำ | 9 | 145 | ไม่มีความเสียหาย |
(ค่า SI คือระดับสูงสุดที่สถาบันก๊าซแต่ละแห่งวัดได้)
*เกินช่วงการวัด
**บ้านเป้าหมายที่จะกู้คือยอดคำนวณหลังจากลบด้วยจำนวนบ้านแล้ว
ที่ไม่ใช้แก๊สและจำนวนบ้านที่พังเพราะแผ่นดินไหวจากจำนวนที่จ่ายแก๊ส
บ้าน
３.การกำหนดค่า
- เซอร์โวปิ๊กอัพ 3 มิติ (XYZ) และวงจรเลขคณิตถูกสร้างขึ้นในยูนิตตรวจสอบ
- หน่วยตรวจสอบทำหน้าที่พื้นฐานตั้งแต่การประมวลผลแบบดิจิตอลไปจนถึงการแสดงสัญญาณเตือน
- ฟังก์ชั่นสามารถขยายได้นอกเหนือจากการเตือนภัยพื้นฐานโดยการเพิ่มจอแสดงผลภายนอก
４.หลักการเซนเซอร์
โดยทั่วไปแล้วเซนเซอร์จะแบ่งออกเป็นสองประเภท ประเภทไฟฟ้าและเครื่องกล
ระบบแผ่นดินไหวทั้งหมดของ IMV ที่ตามมาต่อไปนี้ใช้เซนเซอร์ชนิดไฟฟ้า
ชนิดไฟฟ้า
ประเภทเซอร์โว
หลักการทั่วไปของระบบไฟฟ้า สามารถรับเอาต์พุตที่เสถียรได้จากการเร่งความเร็วของสัญญาณเชิงเส้น
เครื่องวัดแผ่นดินไหวรวมองค์ประกอบนี้ในสามแกน
ประเภทเครื่องกล
-
ประเภทดรอปบอล
ค่าความเร่งปฏิกิริยาถูกกำหนดโดยอัตราส่วนมิติของลูกเหล็กและตัวรับ
ข้อเสีย: ยังไม่รองรับแผ่นดินไหวโดยตรง ไม่ทราบระดับสูงสุด
-
ประเภทลูกตุ้ม
ค่าการเร่งปฏิกิริยาถูกกำหนดโดยอัตราส่วนมิติระหว่างหน้าสัมผัสกับไมโครมิเตอร์
ข้อเสีย: ไม่สอดคล้องกับแผ่นดินไหวโดยตรง ไม่ทราบระดับสูงสุด
５. การประเมินความเสียหาย
การประเมินความเสียหาย
เป็นเรื่องยากสำหรับคนอื่นที่ไม่ใช่ผู้ที่มีความรู้เฉพาะทางในการตัดสินว่าโครงสร้างที่เสียหายจากแผ่นดินไหวจะสามารถใช้งานได้ต่อไปหรือไม่ (ป้อน) ด้วยเหตุนี้ จึงมีความพยายามที่จะระบุสิ่งนี้ในเชิงปริมาณโดยใช้ผลการสังเกตแผ่นดินไหว และพารามิเตอร์ต่อไปนี้กำลังได้รับการพิจารณาเป็นเกณฑ์การประเมิน
มุมการเปลี่ยนรูปคั่นระหว่างหน้า
ได้มาจากอัตราส่วนการกระจัดของแต่ละชั้นที่เกิดจากแผ่นดินไหวต่อความสูงของแต่ละชั้น
เมื่อใช้ผลการสังเกตแผ่นดินไหว จำนวนการกระจัดจะคำนวณตามข้อมูลที่ตรวจพบโดยเซ็นเซอร์ที่ติดตั้ง จากนั้นจึงนำไปเปรียบเทียบกับความสูงของชั้นอาคารเพื่อระบุการกระจัด โปรดทราบว่าเฉพาะการเคลื่อนตัวที่เกิดจากการเสียรูปแบบยืดหยุ่นเท่านั้นที่สามารถคำนวณได้จากค่าเซ็นเซอร์ความเร่ง เมื่อพิจารณาการเสียรูปพลาสติก จำเป็นต้องใช้เข็มบาดเจ็บ การเลื่อนแดมเปอร์ ฯลฯ ขนาดของมุมการเสียรูประหว่างชั้นถูกใช้เป็นเกณฑ์การออกแบบในรหัสอาคาร
