Chương１
Kiến thức cơ bản về động đất
１.Đơn vị để thể hiện kích thước của một trận động đất
Tần số rung
Tần số rung là phép đo số chu kỳ xảy ra mỗi giây. Thành phần tần số chính của trận động đất nhỏ hơn 10Hz và sóng dọc của nó có tần số cao hơn sóng ngang.
Sự tăng tốc
Đơn vị thể hiện gia tốc của trận động đất là *Gal. 980Gal=980cm/s2≒1G Cái gọi là “Đại động đất” đã từng xảy ra ở Nhật Bản; Hanshin, Chuetsu và Tohoku đã ghi lại dạng sóng hơn 1000Gal và rõ ràng là gia tốc lớn hơn gia tốc trọng trường (1G) được tạo ra trong các trận động đất này.980Gal=980cm/s2 ≒ １Ｇ
cô gái
Đơn vị gia tốc, 1Gal=1cm/s2, và được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực địa chấn học. “Gal” được phân loại là không SI (đơn vị quốc tế) với giới hạn. Tuy nhiên, nó được phép sử dụng tự do trong các vấn đề liên quan đến gia tốc trọng trường hoặc động đất.
Kích cỡ
Cường độ là thước đo kích thước của trận động đất từ tiêu điểm. Nói chung, độ sâu càng lớn và cường độ càng lớn thì rung động càng lan rộng.
- Tâm chấn càng sâu, sự lan rộng càng rộng.
- Các độ sâu tâm chấn khác nhau có cường độ bề mặt khác nhau, ngay cả khi cường độ là như nhau.
Thang đo cường độ địa chấn ở Nhật Bản
Hiện tại, Cơ quan Khí tượng Nhật Bản sử dụng Shindo để đo cường độ của một trận động đất. Thang cường độ địa chấn được tính toán dựa trên dạng sóng gia tốc mặt đất. Thang cường độ địa chấn có thể thay đổi sau khi tính toán theo thời gian động đất và rung động.
Xem biểu đồ
Giá trị mà JMA thiết lập đã được đánh giá lại sau trận động đất lớn Hanshin/Awaji. Nó được phân loại thành 10 thang đo; 0-4・5-dưới・5-trên・6-dưới・6 trên・7. Mỗi quốc gia sử dụng một quy mô địa chấn khác nhau.
| địa chấn JMA Cường độ |
cường độ đo | Nhận thức và phản ứng của con người | Tiện ích và cơ sở hạ tầng |
|---|---|---|---|
| 0 | Nhỏ hơn0,5 | Không phải tất cả hoặc hầu hết mọi người cảm thấy. | – |
| 1 | 0.5～1.5 | Chỉ một số người trong nhà cảm nhận được | – |
| 2 | 1.5～2.5 | Được nhiều người trong nhà cảm nhận. Một số người tỉnh táo. |
– |
| 3 | 2.5～3.5 | Được nhiều người trong nhà cảm nhận. Một số người sợ hãi. |
– |
| 4 | 3.5～4.5 | Nhiều người sợ hãi. Một số người cố gắng thoát khỏi nguy hiểm. | – |
| 5thấp hơn | 4.5～5.0 | Hầu hết mọi người cố gắng thoát khỏi nguy hiểm bằng cách chạy ra ngoài. Một số người cảm thấy khó di chuyển. |
Đồng hồ đo gas với các thiết bị an toàn bị ngắt, ngừng cung cấp gas trong cùng một hộ gia đình. Trong một số ít trường hợp, có thể xảy ra tình trạng ngừng cung cấp nước. |
| 5-trên | 5.0～5.5 | Nhiều người rất sợ hãi và cảm thấy khó di chuyển | Đường ống cấp gas đến hộ gia đình và đường ống cấp nước chính bị hư hỏng. |
| 6thấp hơn | 5.5～6.0 | Khó đứng vững. | Đường ống dẫn gas đến các hộ gia đình và đường ống dẫn nước chính bị hư hỏng. |
| 6-trên | 6.0～6.5 | Không thể tiếp tục đứng và không thể di chuyển chút nào. | Đường ống dẫn khí đến huyện địa phương và cơ sở phân phối nước bị hư hỏng. |
| 7 | 6.5～ | Bị rung chuyển và không thể di chuyển theo ý muốn. | Nguồn cung cấp nước và điện có thể ngừng hoạt động trên diện rộng |
２.Giá trị SI
Giá trị SI
“Phổ phản ứng vận tốc” là một trong những tiêu chuẩn để thể hiện sức tàn phá của động đất đối với công trình. Nếu cấu trúc có độ cứng cao, thời gian vận tốc bình thường là từ 1,5-2,5 giây. Giá trị tích hợp (diện tích phổ phân bố) có thể là một trong những yếu tố thể hiện sức tàn phá của động đất. Do đó, nó được gọi là “cường độ quang phổ: Giá trị SI.”
Giá trị SI là tiêu chuẩn để đánh giá động đất
phá hoạiđiện trên các cấu trúc.
Tại sao Giá trị SI là cần thiết?
-
Ngay cả khi ở cùng một gia tốc hoặc cường độ, thiệt hại đối với các tòa nhà có thể khác nhau do dải tần số hoặc thời gian. Không thể ước tính thiệt hại thực sự đối với các công trình bằng hệ thống giám sát địa chấn thông thường chỉ dựa trên gia tốc (Gal).
Do đó, giá trị nên được sử dụng để hiểu được thiệt hại thực sự trên các cấu trúc. -
So sánh với Cục cấp nước thành phố Nagaoka và Cục cấp nước và khí đốt thành phố Ojiya.
Khi Sở Khí đốt và Nước ở Thành phố Ojiya bị động đất, có
không bị hư hại, mặc dù gia tốc cao.
Tại thành phố Nagaoka nơi tăng tốc
thấp và Giá trị SI cao, thiệt hại lớn đã được ghi nhận.
“Tóm tắt thiệt hại đối với hoạt động kinh doanh cung cấp khí đốt ở tỉnh Niigata, trận động đất Chuetsu do Tiểu ban an toàn khí đốt báo cáo-tháng 5 năm 2009”
Mười hai nhà cung cấp khí đốt ghi nhận hơn cấp 5 trong thang cường độ địa chấn.
Sau trận động đất, chỉ có Cục Khí đốt và Nước Kashiwazaki ngừng cung cấp khí đốt do cơ sở của họ bị hư hại nghiêm trọng.
SI và giá trị gia tốc được trình bày trong biểu đồ này được theo dõi và ghi lại bởi máy đo địa chấn ở mỗi nơi.
Biểu đồ 1 Tình hình thiệt hại của từng kho gas
| địa chấn cường độ |
Company | Giá trị SI (Kine) |
Tình hình thiệt hại (Gal) |
Tình hình thiệt hại |
| 6 Thượng |
Kashiwazaki Gas & Water Dept. |
99* | Kagami cho 999* Fujii 746 Kariwa1,000* |
Khoảng 34.000 ngôi nhà mất điện (Nhà mục tiêu phục hồi: 30, 978**) |
| 6 Thấp hơn |
Nagaoka Water Dept. (Mishima) | 50 | 293 | 120 nhà cho sự cố xảy ra trong cung
(Phục hồi vào ngày 16 tháng 7) |
| Ojiya Gas & Water Dept. | 23 | 323 | Không có thiệt hại | |
| Cục Nước & Khí đốt Jyoetsu (Kashiwazaki) | 73 | 444 | 81 những ngôi nhà dễ xảy ra sự cố khi cung cấp (Phục hồi vào ngày 18 tháng 7) |
|
| 5 Thượng |
Hokuriku Gas Dept. (Nagaoka branch) | 46 | 527 | Không có thiệt hại |
| Kanbara Gas Dept. | 36 | 210 | Không có thiệt hại | |
| Cục nước Nagaoka (Koshiji) | 38 | 258 | Không có thiệt hại | |
| Shirane Gas Dept. | 26 | 165 | Không có thiệt hại | |
| Sakae Gas Dept. | 24 | 174 | Không có thiệt hại | |
| 5 Thấp hơn |
Mitsuke Gas & Water and Sewage Facility | 34 | 254 | Không có thiệt hại |
| Kawaguchi Construction Dept. | 18 | 217 | Không có thiệt hại | |
| Uonuma Gas & Water Dept. | 9 | 145 | Không có thiệt hại |
(Giá trị SI là mức tối đa mà mỗi tổ chức khí đốt đo được.)
*Phạm vi đo vượt quá
****Nhà phục hồi mục tiêu là số lượng tính toán sau khi trừ tổng số nhà không sử dụng gas và số nhà sập do động đất từ số nhà cung cấp gas.
３.cấu hình
- Mạch số học và bộ thu servo 3 chiều (XYZ) được tích hợp trong thiết bị giám sát.
- Thiết bị giám sát thực hiện các chức năng cơ bản từ xử lý kỹ thuật số đến hiển thị cảnh báo.
- Các chức năng có thể được mở rộng ngoài báo động cơ bản bằng cách thêm một màn hình bên ngoài.
４.nguyên tắc cảm biến
Cảm biến thường được phân loại thành hai loại; Các loại điện và cơ khí
Tất cả các hệ thống giám sát địa chấn của IMV đều sử dụng cảm biến loại điện.
loại điện
loại servo
Nguyên lý điển hình của hệ thống điện. Đầu ra ổn định có thể thu được từ gia tốc của tín hiệu tuyến tính.
Máy ghi địa chấn kết hợp yếu tố này theo ba trục.
loại cơ khí
-
Loại bóng thả
Các giá trị gia tốc phản ứng được đặt theo tỷ lệ kích thước của quả bóng thép và máy thu.
Nhược điểm: chưa tương thích với động đất trực tiếp, chưa biết mức tối đa.
-
loại con lắc
Các giá trị gia tốc phản ứng được đặt theo tỷ lệ kích thước giữa tiếp điểm và micromet.
Nhược điểm: không phù hợp với động đất trực tiếp, mức tối đa không được biết đến.
５.Đánh giá thiệt hại
Đánh giá thiệt hại
Rất khó để bất kỳ ai ngoài những người có kiến thức chuyên môn đánh giá liệu một cấu trúc bị hư hại do động đất có thể tiếp tục được sử dụng hay không (được đưa vào). Vì lý do này, những nỗ lực đang được thực hiện để xác định định lượng điều này bằng cách sử dụng kết quả quan sát địa chấn và các tham số sau đây đang được coi là tiêu chí đánh giá.
góc biến dạng kẽ
Nó bắt nguồn từ tỷ lệ chuyển vị của mỗi tầng do động đất gây ra với chiều cao của mỗi tầng.
Khi sử dụng kết quả quan sát địa chấn, lượng dịch chuyển được tính toán dựa trên dữ liệu được phát hiện bởi các cảm biến được lắp đặt, sau đó được so sánh với chiều cao của tầng tòa nhà để xác định dịch chuyển.
Lưu ý rằng chỉ có thể tính được các chuyển vị do biến dạng đàn hồi từ các giá trị của cảm biến gia tốc.
Khi xác định biến dạng dẻo, cần có kim chấn thương, chuyển vị của bộ giảm chấn, v.v.
Độ lớn của góc biến dạng giữa các tầng được sử dụng làm ngưỡng thiết kế trong quy chuẩn xây dựng.
