¿Qué onda sísmica es la más destructiva?

Las ondas sísmicas ocurren en el estrato y se propagan a través de los puntos de vibración elástica de la roca y la masa del suelo. Cuando las ondas sísmicas se propagan cerca del estrato, los objetos sísmicos se expanden. a medida que el espacio se expande, se forma un movimiento de grupo, de esta manera, la rotación y torsión de los estratos poco profundos provocan una torsión tridimensional de los objetos en el suelo. Las ondas sísmicas registradas por el sismógrafo son solo cambios en la intensidad y el período del grupo. Movimiento del objeto localizado por el sismógrafo. No puede medir el movimiento del grupo y el movimiento del grupo al mismo tiempo. La trayectoria de un terremoto real. No puede detectar la trayectoria de torsión tridimensional de los movimientos grupales, ni puede detectar ondas sísmicas reales. Esto lleva a una teoría errónea de que los terremotos primero saltan hacia arriba y hacia abajo (ondas longitudinales) y luego oscilan horizontalmente en una dirección (ondas transversales). y En consecuencia, el uso de mesas vibratorias para realizar experimentos de simulación de terremotos e investigaciones teóricas es contrario a la situación real.

Antes de que podamos medir directamente la trayectoria tridimensional de la torsión del grupo, sólo podemos analizar las ruinas dañadas por los terremotos para obtener información sobre su movimiento antes del daño.

Después del terremoto de magnitud 7,8 ocurrido en Tangshan el 28 de julio de 1976, llevamos a cabo una gran cantidad de observaciones de campo sobre los daños del terremoto de Tangshan combinando los datos del terremoto de Haicheng, el terremoto de Liyang y el terremoto de Longling. , resumimos el daño del terremoto. Sobre esta base, descubrimos ondas de torsión a través del análisis de tensión, y luego propusimos ocho medidas para prevenir ondas de torsión y medidas antisísmicas, y publicamos el primer artículo en 1979. El artículo titulado "Ondas de torsión y terremotos" tiene Desde entonces se ha publicado en muchos otros periódicos y se ha informado en decenas de periódicos y revistas. Por razones bien conocidas, la teoría de las ondas de torsión aún no ha sido aceptada por los principales expertos.

El 17 de enero de 1995 se produjo un terremoto de magnitud 7,2 en Kobe, Japón. El monitor de la estación de televisión registró todo el proceso de daños causados ​​por el terremoto en la oficina. Las mesas y sillas estaban giradas y torcidas. El ángulo máximo de rotación alcanza los 170 grados. Esto demuestra que las ondas de torsión que analizamos hace veinte años a partir de muros desmoronados son correctas. Sin embargo, hoy, veinte años después, los sismólogos japoneses y estadounidenses, frente a vídeos en vivo del movimiento de torsión de objetos sísmicos, todavía describen los daños causados ​​por los terremotos como causados ​​por ondas longitudinales y transversales. Esto es lamentable. Para cambiar esta situación anormal, se vuelve a publicar el artículo "Descubrimiento de ondas torsionales y defensa contra terremotos" publicado en 1992 para dejar las cosas claras.

Mecanismo de terremotos: el descubrimiento de las ondas torsionales y la defensa contra terremotos Publicado originalmente en el suplemento de 1992 de "Xinjiang Geology"

Contenido

Prólogo

1. Patrones de daños por terremotos y problemas existentes

1. Algunas reglas de daños por terremotos

(1) Los objetos lineales permanecen en posición vertical

(2) Los marcos de hormigón armado tienen la mejor resistencia a los terremotos

(3) Rotación de grietas y la distorsión ocurre al mismo tiempo

(4) Algunas leyes del daño por terremoto

(5) Algunas leyes del daño por terremoto

(6) Algunas leyes del terremoto daño

2. Distorsión simultánea

(4) Formas de fractura como el envejecimiento

(5) Fracturas de intervalo severas y leves

( 6) Dos discos Sin daños por la rotura

(7) El suelo es plano y las ondulaciones son raras

(8) Las flores florecen por todos lados, provocando caídas

(9) Los edificios subterráneos están bien conservados

(10) Los terremotos son altamente destructivos

(10) El cuerpo humano es más resistente a los terremotos que las plantas

2. Problemas existentes

(1) Las diez leyes principales del daño sísmico y longitudinal ondas, ondas transversales, la teoría de las ondas superficiales es contradictoria

(2) Cinco cuestiones clave

2. El mecanismo de generación de ondas elásticas

1. Vibración elástica

2. (1) El mecanismo de generación de ondas elásticas

(2) La propagación de ondas elásticas

(3) Dirección de campos elásticos y ondas elásticas

(4) Ondas de torsión transversales y ondas de torsión longitudinales

3. Ondas de torsión y daños por terremotosp> 3 Ondas torsionales y daños por terremotos

2 Tipos de torsión

Torsión lateral

Torsión longitudinal

3 Ondas torsionales y daños por terremotos

2 Tipos de torsión

Torsión lateral

Torsión longitudinal

3.p>3 Zonificación de los daños sísmicos

4 Relación daño torsional y gravedad

5 Rotación del suelo

4 Protección contra ondas torsionales

1 Intercepción

2 Extremo vivo

3 Fondo pequeño

4 Refuerzo

5 Robustez

6 Ligereza

7 Estribos

8 Subterráneo

Referencias

Prólogo

China fue el primer país en registrar terremotos en la antigüedad. También es el país con el mayor número de terremotos. también el primer país en inventar sismógrafos y el primero en realizar pronósticos de terremotos. En el tercer año de Taikang de la dinastía Jin (282 años), se desenterró una tira de bambú de la tumba del rey Xiang de Wei (318-296 a. C.) En ella estaban grabadas la historia del emperador y el año 22 del rey. Xiang de Wei (297 a. C.) Esta es la "Crónica de Bambú", que registra cuatro terremotos. El más antiguo es el terremoto de Taishan en el séptimo año del reinado del emperador Xia (1831 a. C.), que es el primer terremoto registrado. El primero de ellos fue el terremoto de Taishan en 1831 a.C. Después de eso, hubo registros sobre terremotos en muchos libros antiguos relevantes. En los 3.800 años comprendidos entre 1831 a. C. y 1955 a. C., se registraron alrededor de 9.000 terremotos, de los cuales alrededor de 1.000 fueron terremotos destructivos. Después de la clasificación, no sólo se delinearon las zonas sísmicas en China, sino que también se revelaron los patrones de variación periódica de la actividad sísmica y los períodos de calma.

En países extranjeros, el primer terremoto registrado fue en Japón. El récord fue el terremoto de Hanoi en Japón en el quinto año del quinto año del emperador Yonglong (416 años), que fue 2247 años más tarde que nuestro país.

Zhang Heng (78-139 d.C.), un famoso científico de la dinastía Han del Este, creó el primer sismógrafo del mundo, el "Hou Feng Sismógrafo", que se colocó en la ciudad de Luoyang e informó con precisión los acontecimientos de El tercer año del período Yonghe en la dinastía Han del Este (138 d.C.) El terremoto de Longxi ocurrió el 3 de febrero de 2018. Longxi se encuentra en las actuales áreas de Lanzhou y Lintao de la provincia de Gansu, a 700 kilómetros al oeste de Luoyang. realizado en 1880. Fue la primera vez que se registró un terremoto, y también fue la primera vez en China. Fue el primer terremoto registrado en Japón. Europa fabricó un sismógrafo en 1880. Su principio es básicamente similar a la geodesia de Zhang Heng, más de 1.700 años después que China.

Hace miles de años, China intentó encontrar la causa de los terremotos a partir de la propia naturaleza. "Las Crónicas del Libro de Bambú" registra que cuando el emperador Xia sufrió un terremoto hace diez años, escribió: "Las cinco estrellas salieron mal, llovieron meteoritos como lluvia en la noche y hubo un terremoto". Durante el Período de Primavera y Otoño y el Período de los Reinos Combatientes, Yang Bofu creía que "el Qi del cielo y la tierra no pierde su orden... El Yang es reprimido y no puede salir, y el Yin es forzado y no puede vaporizar, por lo que hay terremotos." "Zhuangzi" plantea la teoría de que la fase móvil del agua de mar es fina: "El agua del mar se mueve una vez cada tres años y la fase móvil de las olas es fina, por lo que la tierra se mueve". Wang Yun, un destacado pensador de la dinastía Han del Este, fue el primero en proponer que los terremotos son el fenómeno "automático" de la propia corteza terrestre. Dijo más de una vez: "La Tierra debe ser automática". Shen Kuo creía que los cambios en el mundo "tienen sus propias leyes" y "la física tiene constantes y cambios".

Hay muchos registros en la historia de mi país sobre la predicción de terremotos basándose en precursores de terremotos, y se ha resumido un conjunto de experiencias en la predicción de terremotos.

Según la "Crónica de Yuxian" de la provincia de Shanxi, en el año 20 de Jiaqing en la dinastía Qing (1815), el área de Pinglu de la provincia de Shanxi tuvo la experiencia de "hace calor después de la lluvia, por lo que es mejor "Prevenir terremotos", y se predijo que se produciría un terremoto a las dos de la madrugada del 20 de septiembre. Fuerte terremoto. Según los "Archivos y materiales históricos de terremotos de la dinastía Qing", el 11 de diciembre del cuarto año de Xianfeng en la dinastía Qing (1855), los abanderados del condado de Jinxian, provincia de Liaoning, predijeron que se produciría un terremoto devastador basándose en el sonido del suelo. Terremoto: "Antes del terremoto, escuché un sonido como de trueno, por lo que la gente de la pancarta ya había tomado precauciones y salió de sus casas para evitar que muchas personas murieran aplastadas. Sólo siete personas, entre hombres, mujeres y niños, fueron herido." El "condado de Longde" en Ningxia se ha resumido como un precursor de los terremotos con "seis señales de advertencia de terremotos": primero, el agua del pozo está tranquila y sin ondas, pero de repente se balancea como tinta y flota el barro, lo que seguramente provocará un terremoto. . El segundo es el agua del estanque. Cuando el viento sopla sobre las plantas acuáticas entrelazadas, la espuma se eleva sin motivo alguno. Si hierve como el té, habrá un terremoto. En tercer lugar, cuando llueve en el mar, las olas se blanquean, lo cual es común, si hace sol y no hay huracán, y el agua del mar sube repentinamente y el oleaje es anormal, habrá un terremoto. 4. A mitad de la noche, el cielo se abre repentinamente y brilla con una luz diferente a la del día, y debe haber un terremoto. 5. El cielo está soleado y cálido, y el cielo está despejado. De repente, ves nubes negras como volutas, serpenteando y creciendo hasta convertirse en serpientes en el cielo. Si persisten por mucho tiempo, habrá un terremoto. 6. Es pleno verano, el calor es bochornoso, estás sudando profusamente y de repente te sientes tan fresco como el hielo. El aire frío te golpea y tu piel se vuelve como el mijo. Seguramente será un terremoto. La gente ha resumido infinitamente los seis tipos anteriores de fenómenos meteorológicos anormales antes de los terremotos, precursores de terremotos como tsunamis, luces del suelo, nubes de terremotos, etc. En los últimos años, los japoneses han comenzado a estudiar las nubes sísmicas y los resultados son básicamente consistentes con la descripción anterior.

Desde 1996, se han registrado en mi país un total de 18 terremotos devastadores, como el terremoto de Haicheng de 1975 en Liaonan (magnitud 7,3), el terremoto de Longling de 1976 en Yunnan y el terremoto de Shandong occidental (magnitud 7,5). -7,6), terremoto de Sichuan Songpan (magnitud 7,2), etc. Este es uno de los pocos en el mundo. Desde una perspectiva global, el problema de los mecanismos sísmicos no se ha resuelto por completo. La predicción de terremotos basada en fenómenos superficiales sólo puede ser eficaz para determinados terremotos, y es imposible predecir todos los terremotos. Es natural que no se haya informado del terremoto de Tangshan en 1976. Todavía queda un largo camino por recorrer en la investigación de terremotos.

Existen tres tipos de ondas sísmicas, además de las conocidas ondas longitudinales, ondas transversales y ondas torsionales. Las ondas de torsión son la principal fuerza impulsora de los daños causados ​​por los terremotos El descubrimiento de las ondas de torsión ha revelado la historia interna de los daños causados ​​por los terremotos y ha proporcionado una base teórica para la formulación de medidas antisísmicas.

1. Patrones y problemas de daños sísmicos

En la década de 1970 se produjeron en nuestro país más de una docena de fuertes terremotos, que provocaron graves daños a la vida y a las propiedades de las personas. El terremoto de magnitud 7,8 de Tangshan en 1976 mató a 242.000 personas e hirió gravemente a 164.000, lo que atrajo intensa atención sobre los terremotos. Después del terremoto de Tangshan, al observar el mapa de muestra (Lámina 1) adjunto a la "Escala de Intensidad Sísmica" [1], encontramos que era muy diferente a los hechos. Por ejemplo, los postes telefónicos y los edificios en la imagen de muestra se inclinaron gradualmente a medida que aumentó la intensidad del terremoto, y todos colapsaron cuando el ángulo de inclinación aumentó gradualmente a grados XI-XII. De hecho, el terremoto de Tangshan no fue así. La zona sur de Tangshan Road fue la más dañada, con todas las casas destruidas y la mayoría de ellas derrumbadas en casas planas. La intensidad se calificó como XI según otros indicadores. los postes eléctricos todavía estaban en posición vertical como antes (Láminas 2, 4, 5)[2], además, ya sea un edificio de 7 pisos o una choza de techo plano, las paredes rotas que quedaron después del colapso son básicamente rectas ( Placa 3)[2], no rota primero y luego inclinada. Esto muestra que todavía existe una brecha en la comprensión de la gente sobre los daños causados ​​por los terremotos y que se necesita más investigación. A través de la investigación in situ, combinada con el terremoto de Liyang, el terremoto de Haicheng y el terremoto de Longling, inicialmente descubrimos algunos patrones.

1. Algunas reglas sobre daños por terremotos

(1) Los objetos lineales se dirigen hacia arriba

La intensidad del terremoto en la ciudad de Tangshan y el condado de Fengnan es X-XI. Casi todas las fábricas y casas fueron destruidas, pero muchos de los objetos lineales se conservaron bien. Por ejemplo:

① Todos los árboles están sanos y salvos, y nadie se ve directamente afectado (Láminas 2, 4, 5).

② La mayoría de los postes telefónicos están en posición vertical (Figuras 2, 5; 6, 7).

El taller de fundición en arena de la Escuela de Ingeniería Geotécnica del Instituto de Minería de Hebei ubicado en Tangshan es un taller de hormigón armado. Después del terremoto, los pilares del edificio de la fábrica se rompieron, las vigas se doblaron y el techo se derrumbó. Sin embargo, los dos postes de teléfono frente al edificio de la fábrica estaban en posición vertical y los árboles detrás del edificio de la fábrica estaban intactos (Lámina 2). .

El hospital Tangshan Kailuan era originalmente un edificio recién construido de siete pisos. La mayor parte se derrumbó durante el terremoto, pero los árboles y los postes telefónicos cercanos aún estaban intactos. La esquina restante también está en posición vertical (Fig. 3).

Un pilar de una casa de hormigón armado de 40 centímetros de ancho resultó roto, mientras que postes telefónicos y árboles en la misma zona quedaron ilesos (Figura 7).

Los pilares del puente Shengli en el distrito de Shidao, ciudad de Tangshan, se cayeron de las vigas, pero los árboles y los postes telefónicos junto al puente estaban intactos (Lámina 5).

③La torre de retransmisión de microondas de 65 metros de altura en Tangshan se alza majestuosa en medio de un gran número de ruinas (lám. 8, todavía se puede utilizar después del terremoto (los requisitos de orientación del periscopio son muy altos y no pueden diferir); unos segundos). Esto demuestra que los terremotos casi no tienen ningún impacto sobre él.

④La torre de agua de hormigón armado de 40 metros de altura de la estación Tangshan sigue intacta.

⑤ La planta química de Tianjin se derrumbó, pero la torre vertical del reactor, las altas chimeneas y los postes telefónicos aún estaban intactos.

También resultaron gravemente dañados objetos lineales, principalmente chimeneas de ladrillo no reforzadas y depósitos de agua de ladrillo. Debido a las juntas agrietadas, toda la sección de los ladrillos individuales se desprendió.

⑵Los marcos de hierro reforzado son los mejores en resistencia a los terremotos

①El puente peatonal con marco de acero Tangshan Ertie y la docena de pares de ejes con marco de acero en la mina de carbón de Kailuan están intactos (Lámina 9).

② La torre de transmisión de televisión con estructura de acero de 65 metros de altura en el distrito de Lunan, ciudad de Tangshan, permanece en pie (Figura 8).

③ Las columnas de ladrillo de las ventanas del edificio de oficinas de la fábrica de cemento Tangshan Qixin estaban rotas y esparcidas, pero las barras de acero de las columnas estaban intactas y sostenían la superestructura (Lámina 10).

④ Algunos postes telefónicos en Tangshan en los primeros años Después del terremoto, el cemento se agrietó y se cayó, pero las barras de acero estaban intactas y los postes aún estaban en posición vertical (Lámina 11).

⑶ Las grietas y las torceduras aparecen al mismo tiempo

Ya sean grietas en las paredes, grietas en el piso o grietas en las chimeneas, existe un fenómeno de torsión, entre los cuales la torsión por fractura de las columnas es el lo más obvio. Por ejemplo:

① En un almacén de tres pisos en la fábrica de cemento Tangshan Qixin, el primer y segundo piso están básicamente intactos, pero todas las columnas de las ventanas del tercer piso están rotas, con diferentes direcciones y ángulos de rotación. El existente con el mayor ángulo de rotación Uno se gira 40° hacia la derecha (la placa 12 está desplazada y no se puede comprobar).

② En el taller de fundición en arena del Instituto de Minería y Metalurgia de Tangshan Hebei, las columnas de la pared se rompieron y rotaron, con diferentes direcciones y ángulos de rotación (Lámina 2).

③Palacio Cultural de la ciudad de Tangshan, el pilar de la puerta se rompió y giró (Lámina 13).

⑤La falla a tierra en la fila derecha de la escuela secundaria Tangshan No. 10 giró 1,2 metros (Lámina 14).

⑤ La chimenea del Palacio Cultural Tangshan gira horizontalmente (Figura 15).

⑥ La chimenea del Comité del Partido del condado de Haicheng en Liaoning se dividió en cuatro secciones, con la sección superior girada 40° hacia la derecha (Figura 16).

⑦ La chimenea de ladrillo en Yingkou, Liaoning, está dividida en 5 secciones, todas ellas torcidas y desalineadas (Figura 17).

⑧ Parte de los rieles de la estación de tren de Ninghe, en la provincia de Hebei, se torcieron lateralmente, pero otros rieles y postes no sufrieron daños (Figura 18) [2].

⑨ En la estación de tren de Fengnan, en la provincia de Hebei, un riel se torció repetidamente y el riel derecho y la plataforma también se deformaron. Otros rieles, árboles y postes estaban bien conservados (Figura 19) [2].

⑩ Dos gradas de baloncesto rotaron horizontalmente después del terremoto de magnitud 7,3 de 1976 en la escuela secundaria Longling Zhen'an, Yunnan. Uno gira 14o hacia la izquierda, el otro gira 18o hacia la izquierda, con una traslación máxima de 1,22m (Fig. 20) [2].

(11) El tablero del puente Luanhe en la autopista Jingyu en el terremoto de Tangshan giró, se retorció y se derrumbó al mismo tiempo (Lámina 21) [2].

(4) Formas de fractura como el envejecimiento

El daño causado por los terremotos se desarrolla principalmente a lo largo de la zona frágil del objeto mismo, ya sean edificios en el suelo o carreteras en la superficie. , O los estratos subterráneos. Por ejemplo:

① Fracturas en las cuatro esquinas del edificio (Figura 12; Figura 13).

② Roto hacia afuera a lo largo de las cuatro esquinas de la puerta y ventana (Figura 22; Figura 12).

③ Cortar y torcer a lo largo de la superficie inferior de la parte superior de la columna (Figura 13).

④ Fractura de fábrica de ladrillo paralelo (Figuras 15, 16, 17).

⑤ Rompe paralela o perpendicular a la línea de extensión del túnel (Lámina 23).

⑥ Ruptura de la línea vertical de delimitación de obra de hormigón.

⑦ Rompedura paralela al borde de un río o estanque.

La forma de las fracturas causadas por los terremotos es básicamente la misma que la causada por el "envejecimiento natural" causado por no terremotos y las fracturas causadas por la destrucción provocada por el hombre. Los terremotos solo aceleran el desarrollo de las fracturas envejecidas y son. ataques agudos. El patrón de daño no está directamente relacionado con la orientación de la fuente del terremoto. El desarrollo de fisuras en el suelo, al igual que las grietas en los edificios, sólo está controlado por la infraestructura local cercana a la superficie. Las fisuras en el suelo se producen a lo largo de sus zonas frágiles, y su distribución y dirección de extensión no están directamente relacionadas con la fuente del terremoto ni con las estructuras sísmicas. Las grietas son poco profundas, normalmente de sólo unos pocos metros, y no hay informes de grietas que superen los diez metros de profundidad.

(5) Zonificación de gravedad de las rupturas de intervalo

①Zonificación horizontal

La Escuela de Seguridad Pública de Tangshan tiene tres edificios de enseñanza de tres pisos. Tienen la misma apariencia y están dispuestos en paralelo a 10 metros de distancia. El del lado sur se ha derrumbado por completo, el del medio conserva parte del esqueleto en el medio y el del lado norte solo está disperso por el frente.

Los cinco nuevos edificios construidos por el Tangshan Cement Design Institute son todos estructuras de ladrillo y hormigón. La estructura de diseño es la misma y las condiciones de cimentación son similares. Sin embargo, los intervalos colapsaron y la gravedad del daño varió mucho (Lámina 24) [3].

Los daños causados ​​por el terremoto en Xinhua West Road, distrito de Lubei, ciudad de Tangshan, se dividen en zonas horizontales ligeras y pesadas (Lámina 25) [2].

Una situación similar ocurrió en el terremoto de magnitud 7,3 de Haicheng en 1975.

② Zonificación del plomo

Los daños en cada planta de un edificio suelen ser inconsistentes. En el terremoto de Tangshan, algunos edificios sufrieron graves daños sólo en el primer piso (Lámina 22), algunos sufrieron graves daños en el segundo piso (Lámina 10) y otros sólo sufrieron graves daños en el tercer piso (Lámina 12).

Una chimenea de ladrillos en la fábrica textil Huaxin en Tangshan tiene unos 40 metros de altura. Está dividida en 7 secciones con intervalos aproximadamente iguales, cada sección está torcida, pero no se ha derrumbado y todavía está en uso.

Había una chimenea en el comité del condado de Haicheng. Se dividió en cuatro secciones después del terremoto y la sección superior estaba torcida 40° hacia la derecha [4] (Figura 16).

Casualmente, tres chimeneas no relacionadas de la fábrica de maquinaria agrícola Shangxing en la ciudad de Liyang, provincia de Jiangsu, también sufrieron fracturas similares a la misma altura (Lámina 26).

Figura 26. Las tres chimeneas de la fábrica de maquinaria agrícola Shangxing en Liyang, Jiangsu, no están conectadas entre sí, pero las mismas fracturas se produjeron a la misma altura después del terremoto y las grietas se expandieron en todas direcciones.

(6) Los dos discos rotos no están dañados

Independientemente de la longitud de la rotura y del tamaño de la grieta, los dos objetos del disco en el bloque roto siguen siendo igual de fuertes. como antes, el rango es generalmente muy pequeño, por ejemplo:

① La carretera de Tangshan a Laoting fue interrumpida, con el lado derecho desplazado 1,2 m, y los árboles a ambos lados permanecieron erguidos (Lámina 27). ) [2].

② Durante el terremoto de Haicheng, la capa de permafrost de la comuna de Baqian en el condado de Jingxian se dividió en grandes grietas en el suelo. Las grietas tenían unos 20 cm de ancho y 2 km de largo, dividiendo más de 100 árboles y la parte inferior. de uno de los postes del árbol se partió en dos, dejando 8 cm, la parte superior sigue conectada, y otros árboles cercanos están sanos y salvos (Lámina 28) [2].

③ Una grieta en la escuela secundaria Tangshan No. 10 cortó la pared, el baño y la carretera, y se desplazó 1,2 metros hacia la derecha, pero las paredes a ambos lados de la grieta, la pared divisoria del baño, el Camino y los caminos a ambos lados de la grieta. Los árboles están todos intactos. Las tuberías subterráneas también estaban escalonadas, pero no hubo daños en ninguno de los extremos (Figura 14).

(7) El terreno es plano con pocas ondulaciones

Después del terremoto de Tangshan, a excepción de algunas áreas donde el colapso del goaf u otros impactos causaron ondulaciones locales, el suelo y las superficies de las carreteras en la mayoría de las áreas eran desiguales. Sigue igual que antes del terremoto, con pocos altibajos y olas, y ambos lados de la fisura del suelo son en su mayor parte planos (Láminas 23, 27 y 28).

(8) Florece por todos lados y cae hacia abajo

Los daños a los edificios, especialmente aquellos con estructuras de mampostería y cemento, generalmente ocurren en forma de grietas segmentadas. Las flores florecen en todos los lados. lados y caer hacia abajo. Como una linterna plegada, rara vez inclinada en su conjunto.

①La sección de la chimenea de la fábrica de locomotoras y material rodante de Tangshan se hinchó y se agrietó en todas direcciones (Lámina 29).

②Los pedazos rotos de la torre de agua de la Universidad de Minería y Metalurgia de Hebei están esparcidos en todas direcciones (Lámina 30).

③ Las cuatro esquinas de la chimenea cuadrada de ladrillo del Hospital de Trabajadores de Tangshan se derrumbaron hacia afuera.

④ En el terremoto de magnitud 6 de 1979 en Liyang, Jiangsu, dos hornos de ladrillos y ocho chimeneas en la fábrica de ladrillos y tejas de Shangpei, cerca del epicentro, colapsaron en todas direcciones (Lámina 31).

⑤ En la fábrica de maquinaria agrícola de la comuna de Shangxing en Liyang, Jiangsu, tres chimeneas una al lado de la otra colapsaron en todas direcciones a la misma altura (Lámina 26).

⑥ El cable conductor del edificio de 7 pisos del Hospital Kailuan en Tangshan se derrumbó, los pisos superior e inferior casi se superpusieron y la esquina restante todavía estaba en pie (Lámina 3).

⑦ Los pisos derrumbados del departamento de internación del Hospital Ferroviario de Tangshan se superpusieron (Figura 32).

⑧En la sala de lectura de tres pisos del Instituto de Minería y Metalurgia de Hebei en Tangshan, todo el plomo cayó en la sección occidental (Lámina 22), pero la sección oriental aún está en pie.

(9) Los edificios subterráneos están bien conservados

A excepción de algunas pequeñas grietas en algunos lugares de Tangshan, ningún otro lugar sufrió daños. Los túneles subterráneos de la mina de carbón de Kailuan sufrieron daños leves. Más de 600 trabajadores estaban trabajando bajo tierra en Lujiatuo durante el terremoto y todos regresaron a la superficie sanos y salvos después del terremoto. La producción de carbón en el pozo Majiagou No. 3 se reanudó 10 días después del terremoto. El departamento de internación del Hospital Ferroviario ubicado en el Distrito 11. El edificio original de tres pisos, con dos pisos sobre el nivel del suelo, se derrumbó. El piso semienterrado está básicamente intacto, con solo unas pequeñas grietas (Lámina 32). Hay dos túneles ferroviarios en Tangshan que no han sufrido daños.

(10) La resistencia a los terremotos del cuerpo humano es mejor que la de las fábricas

Entre las víctimas del terremoto de Tangshan, la gran mayoría resultó herida indirectamente debido al colapso de los edificios, y nadie murió directamente por el impacto. La resistencia a los terremotos es mejor que la de los edificios industriales de hormigón armado. Los seres humanos somos muy resistentes a los terremotos.

Estos patrones de daños sísmicos también son comunes en grandes terremotos nacionales y extranjeros, como el terremoto de Tonghai de magnitud 7,7 en Yunnan el 5 de enero de 1970; el terremoto de Kanto de magnitud 8,3 en Japón el 1 de septiembre de 1970; 1923; El terremoto de magnitud 5,8 en Adil, Marruecos, el día 29.

2. Problemas

Además de tener un cerebro bien desarrollado, el cuerpo humano es generalmente menos capaz de defenderse contra las mutaciones naturales. Miedo al frío en invierno y al calor en verano; vientos e inundaciones insoportables; sólo que la capacidad de resistir terremotos es extremadamente fuerte, incluso mejor que el acero y el hormigón, y mejor que los rascacielos. Es tan maravilloso y tan simple que no requiere verificación. ¿Por qué las personas son más resistentes a los terremotos que las plantas? Esta es una pregunta muy interesante, y si podemos explicar correctamente este fenómeno es la piedra de toque para probar todas las teorías sobre terremotos. Para resolver este problema, primero debemos comprender los efectos dañinos de los terremotos. Antiguamente se creía que los efectos destructivos de los terremotos incluían principalmente ondas longitudinales, ondas transversales y ondas superficiales, siendo estas dos últimas las dominantes. Sin embargo, no es así. La mayoría de las 10 leyes de daños sísmicos antes mencionadas no pueden explicarse mediante ondas longitudinales y transversales, ni tampoco pueden explicarse mediante las llamadas ondas superficiales.

(1) Las diez leyes del daño sísmico son contrarias a las teorías de las ondas longitudinales, las ondas transversales y las ondas superficiales.

① Si el daño del terremoto es causado por ondas longitudinales y ondas transversales, las vibraciones de los objetos terrestres deben ser vibraciones hacia arriba y hacia abajo (ondas longitudinales) y sacudidas horizontales (ondas transversales), y sus efectos dañinos deben ser Al igual que el viento, las olas y las ondas de choque de las explosiones de bombas atómicas, lo primero que se destruye y se daña gravemente son los objetos lineales, verticales y con un centro de gravedad alto, como personas, árboles, postes eléctricos, torres de agua y hierro. torres, no aquellas con un centro de gravedad bajo, estructuras sólidas, una importante capacidad de carga y una alta resistencia de fábrica de hormigón armado, sino todo lo contrario. Esto muestra que la fuerza principal del daño sísmico no pueden ser ondas longitudinales y transversales;

②Las rupturas sísmicas son todas rotacionales, pero las vibraciones longitudinales y transversales no son rotacionales;

③Si son longitudinales ondas y ondas transversales Como resultado, el edificio primero debería inclinarse, luego romperse y colapsar hacia un lado. Pero, en realidad, fue una caída casi de plomo que se derrumbó por todos lados, lo que demuestra una vez más que el efecto destructivo de los terremotos no son ondas longitudinales ni transversales

④ Ya sean ondas transversales u ondas longitudinales; , su propagación es continua y su intensidad disminuye gradualmente desde el epicentro. Dentro de un rango de decenas a cientos de kilómetros cuadrados en la misma zona de intensidad sísmica, el grado de daño al mismo edificio debería ser aproximadamente el mismo, pero esta no es la situación real. El daño de un terremoto es de subbanda y a menudo varía mucho dentro de una misma zona. a poca distancia, un edificio medio derrumbado y la otra mitad intacta; dos vías de ferrocarril una al lado de la otra, una torcida y la otra intacta. Ninguno de estos puede explicarse por los efectos de las ondas longitudinales y transversales.

⑤ Los daños causados ​​por los terremotos no son el resultado de "ondas superficiales" (generalmente se cree que las ondas superficiales desempeñan el papel principal). Según la explicación actual, las llamadas ondas superficiales son "ondas secundarias excitadas por ondas corporales que llegan a la superficie y se propagan a lo largo de la superficie. Algunas de sus direcciones de vibración son perpendiculares a la dirección de propagación. Esto es lo mismo que la naturaleza de Ondas transversales, e incluye dos tipos. Una proviene del suelo. Una oscilación inversa (onda de Love), una onda rodante en el suelo (onda de Rayleigh). Dado que las ondas superficiales y las ondas de corte tienen propiedades diferentes, ciertamente no pueden ser el factor principal en los daños causados ​​por los terremotos. Aún es una incógnita si existen las llamadas "ondas superficiales".

Los daños que provocan los terremotos no son ondas longitudinales ni transversales, ni ondas superficiales. Entonces, ¿qué son las ondas? ¿Podría existir alguna onda desconocida cuya función aún no se ha descubierto? Hay tres formas de encontrar ondas desconocidas: una es realizar investigaciones in situ para estudiar la naturaleza del estrés causado por el daño; la otra es volver a analizar el principio de funcionamiento y las imágenes de los sismómetros; la tercera es explorar teóricamente el mecanismo de generación de ondas elásticas; y aclarar la relación entre vibración elástica y relación de onda elástica. Hasta ahora, la vibración de la fuente y la propagación elástica todavía se encuentran en estados separados. Todavía no está conectado en un todo.

⑵Cinco preguntas clave

Hay muchas preguntas, las principales se pueden resumir en los siguientes cinco puntos:

①Por qué las personas son más resistentes a los terremotos que las plantas ?

② ¿Cómo causan daños los terremotos?

③¿Los terremotos tienen ondas superficiales?

④ ¿Existen ondas desconocidas?

⑤ ¿Cómo se generan las ondas elásticas? ¿Cuál es el mecanismo de generación?

Comprender el mecanismo de generación de ondas elásticas es la clave para resolver estos cinco problemas, y otros problemas se resolverán fácilmente.

2. El mecanismo de generación de ondas elásticas

1. Vibración elástica

Cuando un objeto es afectado por una fuerza externa, su volumen o forma cambia. Cuando se elimina la fuerza externa, posteriormente, el objeto volverá a su volumen y forma originales, lo que se denomina cuerpo elástico.

Los círculos (líneas continuas) en la Figura 33 representan un cuerpo elástico esférico, si se aplica una presión externa FF′ a lo largo de un cierto diámetro de la esfera. Después de comprimir la esfera, se deforma elásticamente y se convierte en un elipsoide (línea discontinua), lo que se denomina elipsoide deformado. Los cambios específicos (desplazamientos) de cada punto en el elipsoide deformable son diferentes, y la magnitud y dirección de las fuerzas locales que causan que cada punto cambie también son diferentes. Estas fuerzas locales que realmente causan la deformación (desplazamiento) de cada punto de. la esfera se conocen comúnmente como fuerzas internas. En equilibrio con la fuerza interna hay una fuerza de reacción llamada fuerza de rebote o fuerza de restauración. Cuando se eliminan la fuerza externa y la fuerza interna, la deformación del elipsoide vuelve a su forma original bajo la acción de la fuerza de rebote y vuelve a ser una esfera. La fuerza de rebote y la fuerza interna son iguales en magnitud y de dirección opuesta y actúan en el mismo punto. La fuerza interna o fuerza de rebote por unidad de área se llama tensión y se puede medir en unidades de tensión.

La figura 34-A muestra el estado original de un objeto elástico esférico. Se aplica un par de fuerzas externas (FF′) para causar tensión (Fig. 34-B), y la fuerza interna resultante se equilibra con una fuerza de rebote igual y opuesta. Una vez que la fuerza externa (FF′) desaparece, la fuerza interna también desaparece y el objeto vuelve al estado original del cuerpo elástico bajo la acción de la fuerza de rebote (A). Si la fuerza externa desaparece lentamente, la energía se consumirá gradualmente y los distintos puntos del objeto volverán gradualmente a sus posiciones originales, regresando directamente de (B) a (A). Esto se denomina "recuperación sin vibraciones" o. "recuperación estática". Si la fuerza externa se cancela repentinamente, cada punto del objeto se acelerará bajo la acción de la fuerza de rebote, y cuanto más cerca esté de la posición original (A), más se acelerará de (B) a (A); la velocidad, y la velocidad será máxima cuando llegue a (A), incapaz de detenerse, por lo que la velocidad inicial se usa como fuerza interna en la dirección opuesta (que es B) para continuar avanzando, haciendo que el objeto se esfuerce hacia (C) y acumula nueva fuerza de rebote. La energía cinética se convierte gradualmente en energía potencial elástica (deformación) y la energía cinética se convierte en energía potencial elástica (deformación). Convertida en energía potencial elástica (deformación), la velocidad disminuye gradualmente y cuando toda la energía cinética se convierte en energía elástica, el movimiento se detiene, como se muestra en el 34-C. Si no se pierde energía durante el movimiento, el valor absoluto de la deformación (C) debe ser igual a la deformación original (B), excepto que la dirección de la deformación es opuesta. Después de llegar a (C), inmediatamente regresa a (A) bajo la acción de la nueva fuerza de rebote. El proceso de evolución es el mismo que antes, pero en dirección opuesta, de (C) a (A), y finalmente regresa a (A). (B); a (B)), luego cruzar de (B) a (A) y regresar a (C). Etcétera. Este cambio periódico en la deformación y la fuerza de rebote de un objeto elástico se llama "vibración elástica". Si el medio es completamente elástico, vibrará eternamente sin consumo de energía. De hecho, debido a la fricción u otra resistencia, la energía se consumirá gradualmente y los valores absolutos de la tensión máxima y la fuerza de rebote máxima en cada ciclo disminuirán gradualmente. Finalmente, todas las fuerzas de rebote desaparecen, la vibración se detiene y la vibración se detiene. El objeto vuelve a su posición original (A). Este proceso de recuperación de la deformación elástica se denomina "recuperación de vibraciones".

2. Ondas elásticas

(1) El mecanismo de generación de ondas elásticas

La vibración de un objeto puede propagarse hacia afuera a través de medios elásticos para formar ondas elásticas. La vibración del objeto que provoca la onda elástica se llama "fuente de onda".

La forma de onda de la onda elástica se puede analizar a partir del proceso de vibración elástica que se muestra en la Figura 34. Si ponemos la Figura 34 (A), (B) y (C) en la forma de la Figura 35, podemos obtener la forma de onda elástica en cualquier dirección directamente desde la figura.

El círculo de la Figura 35 es la esfera original antes de la deformación, es decir, la fuente de vibración. La onda elástica se propaga hacia afuera a lo largo del radio de la esfera. Cuando el objeto vibra, las deformaciones en cada dirección son. diferentes, y las ondas elásticas propagadas también son diferentes. La generación de ondas elásticas sigue las siguientes reglas: la onda elástica se propaga radialmente desde cualquier punto de la superficie de la fuente de vibración y su forma de onda está determinada por la trayectoria de vibración de ese punto. Esta regla se denomina regla de generación de ondas elásticas. El segundo semiciclo de la fuente de vibración sobre el cuerpo vibrante coincide con el primer semiciclo, y su dirección de evolución es opuesta, pero su propagación se denomina ciclo completo, es decir, tren de ondas continuo.

La forma de onda de una onda elástica que se propaga hacia afuera a lo largo de la dirección OA está determinada por la trayectoria de vibración del punto a. La trayectoria de vibración del punto a es la línea recta a1-a-a2, que está en la dirección. de la dirección de propagación (OA) Consistente, la tangente (tangente) al elipsoide correspondiente en cualquier punto de la trayectoria es perpendicular a la dirección radial de Oa. Por lo tanto, el punto de vibración se propaga a lo largo de la dirección OA y el tren de ondas elásticas generado se denomina ciclo completo. La onda elástica generada es una onda longitudinal (onda P) o una onda de compresión, y el punto de masa que se propaga a lo largo de la dirección de propagación es una vibración de ida y vuelta (Figura 35-A).

La vibración en el punto b también propaga ondas longitudinales a lo largo de la dirección OB (Figura 35-B). La forma de onda es la misma que la dirección OA, excepto que tiene medio ciclo de diferencia en el tiempo. Una se mueve hacia afuera y la otra hacia adentro al mismo tiempo, pero dado que los puntos iniciales de las dos ondas longitudinales también son medio ciclo diferentes, las dos formas de onda siguen siendo las mismas en cada superficie esférica con O como centro, pero no sincronizado.

El elipsoide de deformación en la dirección OC es una superficie que no se estira. Durante todo el proceso de vibración, la posición del punto C permanece sin cambios, pero la línea tangente instantánea del punto C en el elipsoide cambia con la deformación del elipsoide. El ángulo de intersección entre la línea tangente y OC cambia en cualquier momento, y la trayectoria. del punto C gira en el lugar de torsión, por lo que la onda que se propaga a lo largo de la dirección OC es una onda de torsión. Su método de propagación es similar al volante de un reloj. El ángulo de torsión en el que el punto de masa se desvía de la posición de origen durante la propagación se denomina ángulo de torsión y se puede utilizar como el ángulo de intersección α entre la línea tangente instantánea en el punto. C en el elipsoide y la recta tangente en la esfera original. Cuando la línea tangente del punto C en la esfera original es perpendicular a OC, el ángulo de torsión α es cero y el ángulo de torsión instantáneo del punto C en el elipsoide es mayor que cero. Cuanto mayor es la amplitud del cuerpo fuente de vibración, mayor es la deformación y mayor es el rango de variación del ángulo de torsión α. El valor máximo del ángulo de torsión es proporcional a la intensidad de la onda de torsión. Por tanto, el ángulo de torsión máximo se puede utilizar para expresar la intensidad de la onda de torsión. A excepción de ocho puntos especiales como a, b, c, las trayectorias de vibración de otros puntos son todas curvas en S. Por ejemplo, la trayectoria de vibración del punto d es d1-d-d2 (Figura 35-D). Su vibración se propaga hacia afuera a lo largo de la dirección del diámetro exterior. Para facilitar el análisis, la trayectoria del punto d cuando vibra se amplía como se muestra en la Figura 36: En la figura, dk es cualquier posición de la trayectoria de vibración cuando la masa va de d a d2. El movimiento de d a dk puede ser. descompuesto en tres submovimientos.

① El submovimiento (dk) a lo largo de la dirección OD se propaga a lo largo de la dirección OD para formar una onda longitudinal (p).

② El submovimiento (Kdk) en la dirección vertical del diámetro exterior se propaga a lo largo de la dirección del diámetro exterior para formar una onda transversal (S) que vibra en la dirección de propagación vertical.

③El movimiento de torsión se propaga a lo largo de la dirección OD, formando una onda de torsión (n).

Se puede observar que cualquier trayectoria de vibración es una curva, y la onda original se puede descomponer en tres ondas corporales básicas: onda longitudinal, onda transversal y onda torsional (Figura 35). Sólo debido a las diferentes velocidades de propagación de las tres ondas en el medio de propagación durante el proceso de propagación, se separan gradualmente y corren por separado.

La mayoría de los cuerpos fuente de vibración reales no son esferas. En este caso, la onda elástica se propaga hacia afuera a lo largo del radio de curvatura del punto de la superficie de la fuente de vibración, y la trayectoria de vibración del punto de la superficie de la fuente de vibración puede ser completa. be S Todas las formas están incluidas en estos tres componentes básicos y no existe una dirección especial que solo produzca una forma de onda.

(2) Propagación de ondas elásticas

Las ondas longitudinales son un tipo de onda de compresión, y cualquier objeto con elasticidad de compresión puede propagar ondas longitudinales. Los sólidos, así como los gases y líquidos bajo presión, tienen elasticidad a la compresión y pueden propagarse ondas longitudinales. El vacío no tiene elasticidad de compresión y no puede transmitir ondas longitudinales como las ondas sonoras. La dirección de vibración de las ondas longitudinales es consistente con la dirección de propagación. La masa que se propaga se propaga en un espacio unidimensional y vibra en línea recta, por lo que la velocidad de propagación es la más rápida.

La dirección de vibración de las ondas transversales es perpendicular a la dirección de propagación. Las ondas transversales sólo pueden propagarse cuando el medio tiene elasticidad de compresión en la dirección perpendicular a la dirección de propagación. Los sólidos tienen elasticidad de compresión en todas las direcciones y las ondas transversales pueden transmitirse sin importar en qué dirección pasen a través del sólido. Este no es el caso de fluidos como líquidos y gases. En grandes superficies de agua como el océano, debido al efecto de la gravedad, las gotas de agua que se mueven hacia arriba deben ser forzadas a realizar un trabajo. Tienen elasticidad de compresión para poder propagarse. Ondas transversales en dirección horizontal, especialmente la gravedad de la superficie del agua cerca de la superficie del agua. En particular, la capacidad de propagar ondas transversales es mayor, como las ondas de agua. En lagos y océanos, debido a la gran vibración lateral del cuerpo de agua, la energía potencial de dos puntos adyacentes es igual y la resistencia es muy pequeña. Se genera fácilmente deformación flexible cuando se aplica la fuerza, consumiendo la vibración lateral y la. la elasticidad de compresión es muy pequeña. Por lo tanto, es difícil que las ondas transversales a lo largo de la dirección vertical atraviesen grandes áreas de agua. La vibración de las ondas transversales es perpendicular a la dirección de propagación y se propaga en un espacio bidimensional. Durante la propagación, la masa vibra en un plano, por lo que la velocidad de propagación es más lenta que la de las ondas longitudinales. Las ondas de corte sísmicas son generalmente aproximadamente 1/3 más lentas que las ondas longitudinales [1].

Las ondas de torsión son ondas elásticas formadas por el movimiento de torsión de la masa de un objeto. Sólo pueden propagarse en objetos con elasticidad de torsión, por lo que