link4144 link4145 link4146 link4147 link4148 link4149 link4150 link4151 link4152 link4153 link4154 link4155 link4156 link4157 link4158 link4159 link4160 link4161 link4162 link4163 link4164 link4165 link4166 link4167 link4168 link4169 link4170 link4171 link4172 link4173 link4174 link4175 link4176 link4177 link4178 link4179 link4180 link4181 link4182 link4183 link4184 link4185 link4186 link4187 link4188 link4189 link4190 link4191 link4192 link4193 link4194 link4195 link4196 link4197 link4198 link4199 link4200 link4201 link4202 link4203 link4204 link4205 link4206 link4207 link4208 link4209 link4210 link4211 link4212 link4213 link4214 link4215 link4216 link4217 link4218 link4219 link4220 link4221 link4222 link4223 link4224 link4225 link4226 link4227 link4228 link4229 link4230 link4231 link4232 link4233 link4234 link4235 link4236 link4237 link4238 link4239 link4240 link4241 link4242 link4243 link4244 link4245 link4246 link4247 link4248 link4249 link4250 link4251 link4252 link4253 link4254 link4255 link4256 link4257 link4258 link4259 link4260 link4261 link4262 link4263 link4264 link4265 link4266 link4267 link4268 link4269 link4270 link4271 link4272 link4273 link4274 link4275 link4276 link4277 link4278 link4279 link4280 link4281 link4282 link4283 link4284 link4285 link4286 link4287 link4288 link4289 link4290 link4291

Лекция по Безопасности жизнедеятельности

2. ЛИТОСФЕРНЫЕ ОПАСНОСТИ

ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ

Планета Земля представляет по форме трехосный эллипсоид со средним радиусом 6371 км. Земля состоит из нескольких различных по составу и физическим свой­ствам оболочек-геосфер. В центре Земли находится ядро, за ним следует мантия, затем земная кора, гидросфера и атмосфера. Верхняя граница мантии проходит на глубине от 5 до 70 км по поверхности Мохоровичича (см. рис. 16), нижняя — на глубине 2900 км по границе с ядром Земли. Мантия Земли делится на верхнюю тол­щиной около 900 км и нижнюю — около 2000 км. Вер­хняя мантия вместе с земной корой образуют литосферу. Температура в мантии считается равной 2000-2500°С, а давление находится в пределах 1-130 ГН/м2. Именно в мантии происходят тектонические процессы, вызыва­ющие землетрясения. Наука, изучающая землетрясе­ния, называется сейсмологией.

Землетрясения — это подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате вне­запных смещений и разрывов в земной коре или верх­ней части мантии и передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний.

Природа землетрясений до конца не раскрыта. Земле­трясения происходят в виде серии толчков, которые вклю­чают форшоки, главный толчок и афтершоки. Число тол­чков и промежутки времени между ними могут быть самыми различными. Главный толчок характеризуется наибольшей силой. Продолжительность главного толчка обычно несколько секунд, но субъективно людьми толчок воспринимается как очень длительный. Согласно данным психиатров и психологов, изучавших землетрясения, аф­тершоки иногда производят более тяжелое психическое воздействие, чем главный толчок. У людей под воздей­ствием афтершоков возникало ощущение неотвратимости беды, и они, скованные страхом, бездействовали вместо того, чтобы искать безопасное место и защищаться.

Очаг землетрясения — это некоторый объем в толще Земли, в пределах которого происходит высвобождение энергии. Центр очага — условная точка, именуемая ги­поцентром, или фокусом.

Проекция гипоцентра на поверхность Земли называ­ется эпицентром. Вокруг него происходят наибольшие разрушения. Это так называемая плейстосейстовая об­ласть.

Количество землетрясений, ежегодно регистрируе­мых на земном шаре, измеряется сотнями тысяч, а по данным других авторов — миллионами. В среднем каж­дые 30 с регистрируется одно землетрясение. Однако большинство из них относится к слабым, и мы их не замечаем. Силу землетрясения оценивают по интенсив­ности разрушений на поверхности Земли. Существует много сейсмических шкал интенсивности. Шкалу ин­тенсивности в 80-е гг. XIX в. создали Де Росси и Фо­рель (от I до X), в 1920 г. итальянец Меркалли предло­жил другую шкалу с диапазоном значений от I до XII, в 1931 г. эта шкала была усовершенствована Вудом и Нью­меном. В 1963 г. С. Медведев с соавторами предложили новую шкалу. По международной шкале MSK-64 сила землетрясений оценивается в баллах.

Линии, соединяющие пункты с одинаковой интен­сивностью колебаний, называются изосейстами.

В 1935 г. профессор Калифорнийского технологичес­кого института Ч. Рихтер предложил оценивать энер­гию землетрясения магнитудой (от лат. magnitude — величина). Сейсмологи используют несколько магнитуд-ных шкал. В Японии используют шкалу из семи магни-туд. Именно из этой шкалы исходил Рихтер К. Ф., пред­лагая свою усовершенствованную 9-магнитудную шкалу. Шкала Рихтера — сейсмическая шкала магнитуд, основанная на оценке энергии сейсмических волн, воз­никающих при землетрясениях. Магнитуда самых силь­ных землетрясений по шкале Рихтера не превышает 9.

Магнитуда землетрясений — условная величина, ха­рактеризующая общую энергию упругих колебаний, вызванных землетрясением. Магнитуда пропорциональ­на логарифму энергии землетрясений и позволяет срав­нивать источники колебаний по их энергии.

Значение магнитуды землетрясений определяется из наблюдений на сейсмических станциях. Колеба-ния грун­та, возникающие при землетрясениях, регистрируются спец. приборами — сейсмографами.

Результатом записи сейсмических колебаний явля­ется сейсмограмма, на которой записываются продоль­ные и поперечные волны. Наблюдения над землетрясе­ниями осуществляются сейсмической службой страны

Землетрясения распространены по земной поверхно­сти очень неравномерно. Анализ сейсмических, геогра­фических данных позволяет наметить те области, где следует ожидать в будущем землетрясений и оценить их интенсивность. В этом состоит сущность сейсмического районирования.

Карта сейсмического районирования — это офици­альный документ, которым должны руководствоваться проектирующие организации.

Пока не решена проблема прогноза, т. е. определе­ния времени будущего землетрясения. Основной путь к решению этой проблемы — регистрация «предвестни­ков» землетрясения: слабых предварительных толчков (форшоков), деформации земной поверхности, измене­ний параметров геофизических полей и др. Знание временных координат потенциального землетрясения во многом определяет эффективность мероприятий по за­щите во время землетрясений.

В районах, подверженных землетрясениям, осуще­ствляется сейсмостойкое, или антисейсмическое строи­тельство. Это значит, что при проектировании и строи­тельстве учитываются возможные воздействия на здания и сооружения сейсмических сил. Требования к объек­там, строящимся в сейсмических районах, устанавлива­ются строительными нормами и правилами и другими документами. По принятой в России 12-балльной шкале опасными для зданий и сооружений считаются земле­трясения, интенсивность которых 7 баллов и более. Стро­ительство в районах с сейсмичностью, превышающей 9 баллов, неэкономично. Поэтому в правилах и нормах указания ограничены районами 7-9-балльной сейсмич­ности. Обеспечение полной сохранности зданий во вре­мя землетрясений обычно требует больших затрат на антисейсмические мероприятия, а в некоторых случаях практически неосуществимо. Учитывая, что сильные землетрясения происходят редко, нормы допускают воз­можность повреждения элементов, не представляющих угрозы для людей. Наиболее благоприятными в сейсми­ческом отношении считаются скальные грунты. Сейсмо­стойкость сооружений существенно зависит от качества строительных материалов и работ. Методы расчетной оценки сейсмостойкости сооружений имеют приближенный характер. Поэтому нормы вводят ряд обязательных конструктивных ограничений и требований. К их числу относится, например, ограничение размеров строящих­ся зданий в плане и по высоте. Для уточнений данных сейсмического районирования проводится сейсмическое микрорайонирование, с помощью которого интенсивность землетрясений в баллах, указанная на картах, может быть скорректирована на + 1...2 балла в зависимости от местных тектонических, геоморфологических и грунто­вых условий.

Землетрясение — грозная стихия, не только разру­шающая города, но и уносящая тысячи человеческих жизней. Так, в 1908 г. землетрясением с магнитудой 7,5 разрушен г. Мессина (Италия), погибло более 100 тыс. человек. В 1923 г. катастрофическое землетрясение (магнитуда 8,2) с эпицентром на острове Хонсю (Япония) разрушило Токио, Иокогаму, погибли около 150 тыс. человек. В 1948 г. землетрясением разрушен Ашхабад, магниту да 7, сила — IX баллов.

Иногда землетрясениям предшествуют грозовые раз­ряды в атмосфере, выделения метана из земной коры. Это так называемые «предвестники» землетрясений. Возникающие при землетрясении колебания могут быть причиной вторичных эффектов в виде оползней и селе­вых потоков, цунами (сейши), снежных лавин, наводне­ний, разломов в скальных породах, пожаров, коробле­ния земной поверхности.

Проблема защиты от землетрясений стоит очень ост­ро. В ней необходимо различать две группы антисейс­мических мероприятий:

а) предупредительные, профилактические мероприя­тия, осуществляемые до возможного землетрясения;

б) мероприятия, осуществляемые непосредственно пе­ред, во время и после землетрясения, т. е. действия в чрезвычайных ситуациях.

К первой группе относится изучение природы земле­трясений, раскрытие его механизма, идентификация предвестников, разработка методов прогноза и др.

На основе исследований природы землетрясений мо­гут быть разработаны методы предотвращения и прогно­за этого опасного явления. Очень важно выбирать места расположения населенных пунктов и предприятий с уче­том сейсмостойкости района. Защита расстоянием — лучшее средство при решении вопросов безопасности при землетрясениях. Если строительство все-таки при­ходится вести в сейсмоопасных районах, то необходимо учитывать требования соответствующих правил и норм (СНиПов), сводящиеся в основном к усилению зданий и сооружений. Эффективность действий в условиях землетрясений зависит от уровня организации аварийно-спасательных работ и обученности населения, эффективности системы оповещения.

СЕЛИ

Сели — кратковременные бурные паводки на гор­ных реках, имеющие характер грязекаменных потоков.

Причинами селей могут явиться землетрясения, обильные снегопады, ливни, интенсивное таяние снега.

Основная опасность — огромная кинетическая энер­гия грязеводных потоков, скорость движения которых может достигать 15 км/ч.

По мощности селевые потоки делят на группы: мощ­ные (вынос более 100 тыс. м3 селевой массы), средней мощности (от 10 до 100 тыс. м3), слабой мощности (ме­нее 10 тыс. м3). Селевые потоки происходят внезапно, быстро нарастают и продолжаются обычно от 1 до 3 ч, иногда 6-8 ч. Сели прогнозируются по результатам на­блюдений за прошлые годы и по метеорологическим прогнозам.

К профилактическим противоселевым мероприяти­ям относятся: гидротехнические сооружения (селезадер-живающие, селенаправляющие и др.), спуск талой воды, закрепление растительного слоя на горных склонах, ле­сопосадочные работы, регулирование рубки леса и др. В селеопасных районах создаются автоматические сис­темы оповещения о селевой угрозе и разрабатываются соответствующие планы мероприятий.

СНЕЖНЫЕ ЛАВИНЫ

Лавина — это снежный обвал, масса снега, падаю­щая или сползающая с горных склонов под влиянием какого-либо воздействия и увлекающая на своем пути новые массы снега.

Одной из побудительных причин лавины может быть землетрясение. Снежные лавины распространены в гор­ных районах.

По характеру движения лавины делятся на склоновые, лотковые и прыгающие.

Опасность лавины заключается в большой кинети­ческой энергии лавинной массы, обладающей огромной разрушительной силой. Лавины образуются на безлес­ных склонах крутизной от 15° и более. Оптимальные условия для образования лавин на склонах в 30-40°. При крутизне более 50° снег осыпается к подножию склона и лавины не успевают сформироваться. Сход ла­вины начинается при слое свежевыпавшего снега в 30 см, а старого более 70 см. Скорость схода лавины может достигать 100 м/с, а в среднем 20-30 м/с. Точный про­гноз времени схода лавины невозможен. Имеются сведения о том, что в Европе ежегодно ла­вины разного вида уносят в среднем около 100 челове­ческих жизней.

Противолавинные профилактические мероприятия делятся на 2 группы: пассивные и активные.

Пассивные способы состоят в использовании опор­ных сооружений, дамб, лавинорезов, надолбов, снегоудерживающих щитов, посадках и восстановлении леса и др.

Активные методы заключаются в искусственном провоцировании схода лавины в заранее выбранное вре­мя и при соблюдении мер безопасности. С этой целью производится обстрел головных частей потенциальных срывов лавины разрывными снарядами или минами, организуются взрывы направленного действия, исполь­зуются сильные источники звука. В лавиноопасных регионах могут создаваться Про­тиволавинные службы, предусматривается система опо­вещения и разрабатываются планы мероприятий по за­щите от лавин.

ИЗВЕРЖЕНИЕ ВУЛКАНОВ

Совокупность явлений, связанных с перемещением магмы в земной коре и на ее поверхности, называется вулканизмом.

Магма (от греч. magma — густая мазь) — это рас­плавленная масса преимущественно силикатного соста­ва, образующаяся в глубинных зонах Земли. Достигая земной поверхности, магма изливается в виде лавы.

Лава отличается от магмы отсутствием газов, улету­чивающихся при извержении. Вулканы (по имени бога огня Вулкана) представляют геологические образования, возникающие над каналами и трещинами в земной коре, по которым извергается на земную поверхность магма. Обычно вулканы представляют отдельные горы, сложенные продуктами извержений.

Вулканы разделяются на действующие, уснувшие и потухшие.

К уснувшим относятся вулканы, об извержениях которых нет сведений, но они сохранили свою форму и под ними происходят локальные землетрясения.

Потухшие — это различные вулканы без какой-либо вулканической активности.

Магматические очаги находятся в мантии на глуби­не 50-70 км или в земной коре на глубине 5-6 км.

Извержения вулканов бывают длительными и крат­ковременными. Продукты извержения (газообразные, жидкие и твердые) выбрасываются на высоту 1-5 км и переносятся на большие расстояния. Концентрация вул­канического пепла бывает настолько большой, что воз­никает темнота, подобная ночной. Объем излившейся лавы достигает десятков км3. Известно извержение вулкана Везувия в августе 79 г., в результате которого погиб город Помпеи. Толщина слоя вулканического пепла, покрывшего этот город, со­ставляет 8 м.

Существуют следующие типы извержений: эффузив­ный (гавайский), смешанный (стромболианский), эк-струзивный (купольный).

Замечена взаимозависимость между вулканической деятельностью и землетрясениями,

Основой прогноза извержения являются сейсмичес­кие толчки, характеризующие начало извержения.

Основные опасности — лавовые фонтаны, потоки го­рячей лавы, раскаленные газы. Взрывы вулканов могут инициировать оползни, обвалы, лавины, а на морях и океанах — цунами.

Профилактические мероприятия состоят в измене­нии характера землепользования, строительстве дамб, отводящих потоки лавы, в бомбардировке лавового по­тока для перемешивания лавы с землей и превращения ее в менее жидкую и др.

ОПОЛЗНИ

Оползень — скользящее смещение вниз по уклону под действием сил тяжести масс грунта, формирующих склоны холмов, гор, речные, озерные и морские терра­сы.

По механизму оползневого процесса выделяют такие типы оползней: сдвиг, выдавливание, гидравлический вынос и др.

По глубине залегания поверхностного скольжения различают оползни: поверхностные — до 1 м, мелкие — до 5 м, глубокие — до 20 м, очень глубокие — свыше 20м.

По мощности, вовлекаемой в процесс массы горных пород, оползни распределяют на: малые — до 10 тыс. м3, крупные — от 101 до 1000 тыс. м3, очень крупные — свыше 1000 тыс. M3.

По скорости движения оползни бывают: быстрые (время развития измеряется секундами или минутами), средней скорости (минуты, часы), медленные (дни, годы).

Оползни формируются, как правило, на участках, сложенных чередующимися водоупорными и водонос­ными породами грунта. Оползни возникают вследствие нарушения равновесия пород. Когда силы сцепления на поверхности скольжения становятся меньше составляю­щей силы тяжести, масса начинает движение. Опасность

оползней заключается в том, что огромные массы почво-грунтов, внезапно смещаясь, могут привести к разруше­нию зданий и сооружений и большим жертвам.

Побудителями оползневых процессов являются зем­летрясения, вулканы, строительные работы и др.

Предупреждение и защита от оползней предусматри­вает ряд пассивных и активных мероприятий.

К пассивным относят мероприятия охранно-ограничительного вида: запрещение строительства, производ­ства взрывных работ, надрезки оползневых склонов.

К активным мероприятиям относят устройство раз­личных инженерных сооружений: подпорных стенок, свайных рядов и т. п. В опасных местах предусматрива­ется система наблюдения и оповещения населения, а также действия соответствующих служб по организа­ции аварийно-спасательных работ.

Вы здесь: Главная БЖД и Охрана труда Безопасность жизнедеятельности Лекция по Безопасности жизнедеятельности