Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.1: Тверда скеля та чаші желе

  • Page ID
    38696
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    «Той, хто чує мої слова і втілює їх у життя, схожий на мудреця, який побудував свій будинок на скелі. Коли настав сезон дощів, прийшли торренти, і вітри дули і буфет його будинок. Він не зруйнувався; він був міцно встановлений на скелі. Той, хто чує мої слова, але не застосовує їх на практиці, схожий на дурну людину, яка побудувала свій будинок на піщаній землі. Випали дощі, прийшли проливи, дули вітри і наштовхнулися на його будинок. Вона зруйнувалася під усім цим і була повністю зруйнована».

    Книга Матвія 7:24-27

    1. Вступ

    Ми живемо в країні землетрусу, але ми не хочемо залишати Тихоокеанський північний захід. На щастя, ми знаємо, як покращити свої шанси на виживання, просто приймаючи розумні рішення про те, де ми живемо чи працюємо і як ми будуємо. Технологія під рукою для оцінки геологічної обстановки будівельного майданчика щодо небезпеки землетрусу.

    З поверхневими ділянками пов'язані три різні проблеми землетрусу: (1) посилення сейсмічних хвиль м'якими поверхневими відкладеннями, (2) зрідження приповерхневих відкладень та (3) руйнування схилів пагорбів зсувами, каменепадами та потоками сміття.

    2. Посилення сейсмічних хвиль м'якими поверхневими відкладеннями

    Це коротка прогулянка від форту Мейсон, на захід від площі Гірарделлі та Рибальської пристані в Сан-Франциско, до модних таунхаусів висококласного району Марина, але інтенсивність руху землі цих двох районів під час землетрусу 17 жовтня 1989 року різко відрізнялася. Район Марина зазнав інтенсивності аж до IX, вище, ніж у самому епіцентрі, більш ніж за шістдесят миль. Форт Мейсон і Рибальська пристань зазнали інтенсивності тільки VII.

    18 квітня 1906 року Форт Мейсон перебував під командуванням капітана М.Л. Уокера Інженерного корпусу армії США. Великий землетрус в Сан-Франциско похитнув капітана Уокера, який прокинувся, але він потім повернувся в ліжко, думаючи, що землетрус був «не більше, ніж м'який шейкер». Бригадний генерал Фредерік Фанстон, на Сансом-стріт у вирі зруйнованих будівель і підносяться пожеж, послав капітану Уокеру термінову повістку для збору своєї роти військ. Капітана довелося розбудити вдруге.

    Чому Форт Мейсон пощадив найгірший з обох землетрусів? Форт Мейсон побудований на корені, а район Марина, який був пошкоджений в 1989 році, побудований на м'якому осаду. Геологічний матеріал фундаменту зробив всю різницю.

    Район Марина був побудований на дрібному піску з затоки Сан-Франциско, «зробленої землі», яка була гідравлічно встановлена після землетрусу 1906 року, разом із щебенем будівель, зруйнованих цим землетрусом. Цей матеріал був зіштовхнений разом, щоб зробити будівельний майданчик для міжнародної виставки в 1915 році, яка сказала світові: «Сан-Франциско повернувся!» Так, Сан-Франциско повернувся, гаразд, але пісок і щебінь містили бомбу уповільненої дії: фундамент був занадто погано закріплений, щоб добре утримуватися під час наступного землетрусу. У жовтні 1989 року знялася бомба уповільненої дії.

    На малюнку 8-1 показані сейсмограми афтершоку магнітудою 4.6 21 жовтня, зафіксовані у форті Мейсон (MAS), де сейсмограф був встановлений на корінній породі, і дві ділянки в районі Марина, один (PUC) на дюнному піску з стародавнього пляжу, а інший (LMS) на штучній заливці, встановленої після 1906 землетрус. Сейсмічні хвилі були набагато сильнішими в PUC та LMS, ніж у MAS, що свідчить про більш сильне сейсмічне струшування, що призводить до більшої шкоди. Хвилі також були набагато меншої частоти. Інженери називають станцію, як MAS, рок-сайтом, а станції, такі як PUC та LMS грунтові майданчики.

    Малюнок 8-1. Сейсмограми магнітудою 4.6 афтершоку землетрусу Лома-Прієта 21 жовтня 1989 року на трьох тимчасових станціях на північному кінці півострова Сан-Франциско, показуючи посилення руху землі на двох ґрунтових ділянках в районі Марина (PUC, LMS) порівняно з місцем заснування у Форт-Мейсон (MAS). Від USGS

    Зазвичай проводиться аналогія між цими двома типами сайту та мискою желе на столі, експеримент, який можна зробити вдома. Складіть два-три дитячі блоки один на одного на стільниці, а потім складіть ще кілька блоків поверх желе. Потім поштовхніть стіл убік. Блоки на желе впадуть, тоді як блоки безпосередньо на стільниці можуть залишатися стоячими. Тряска блоків на столі ілюструє вплив сейсмічної хвилі, що проходить через корінну породу. Однак, коли струшування досягає чаші желе, хвилі посилюються так, що верхня частина желе хитається і призводить до скидання блоків. Подібним чином м'які фундаментні матеріали на грунтовому майданчику посилять сейсмічні хвилі, що призводить до набагато більш енергійного струшування, ніж можна було б очікувати на місці скелі.

    Трагічну ілюстрацію цього явища надав землетрус магнітудою 8.1 Мехіко 1985 року. Власне, епіцентр землетрусу знаходився в Тихому океані на зоні субдукції, за сотні миль від Мехіко. Це називається Мехіко Землетрус через страшні втрати, понесені цим містом. У Мехіко проживає понад п'ятнадцять мільйонів людей, багато - в неякісному житлі, що стало однією з причин, чому було втрачено стільки життів. Але більш важливим є геологічний фундамент: Мехіко побудований на колишньому руслі озера Тескоко. Глина, мул та пісок цього стародавнього озера, частково насичені водою, значно посилювали сейсмічні хвилі, що йдуть із зони субдукції. Понад п'ятсот будівель впало вниз, і загинуло понад десять тисяч чоловік. Підлога озера Тескоко дійсно діяла як чаша желе, що спирається на стільницю, яка є земною корою під відкладами озера.

    Землетрус Мехіко забезпечив урок для великих міст долини Вілламетт, Пьюгет-Саунд, і дельта річки Фрейзер на південному заході Британської Колумбії. Значну частину фундаменту цих міст складають м'які відкладення: дельтові відкладення річок Фрейзер і Дюваміш, льодовикові відкладення в Пьюгет-Саунд і алювіальні поклади річок Вілламетт і Колумбія. Незважаючи на те, що землетрус у зоні субдукції був би далеко, поблизу узбережжя або офшору (як це було для Мехіко), очікується, що ці м'які відкладення посилять сейсмічні хвилі та завдають більшої шкоди, ніж якби міста були побудовані на основі. На щастя для жителів Тихоокеанського північного заходу, будівельні стандарти вищі, ніж у Мехіко в 1985 році, тому ми не очікуємо таких високих втрат життя. Крім того, геотехнічний досвід з багатьма землетрусами по всьому світу дозволяє прогнозувати вплив приповерхневої геології на сейсмічні хвилі з різних джерел землетрусу. Іншими словами, це проблема, з якою ми можемо щось зробити.

    Ці методи ілюструються дослідженням під керівництвом Івана Вонга, тоді Федеральної служби Вудворда-Клайда, у співпраці з Орегонським департаментом геології та мінеральної промисловості міста Портленд. Оскільки немає двох джерел землетрусу однакові, Вонг та його колеги запрограмували комп'ютерне моделювання на основі землетрусу в зоні субдукції Cascadia M w 8.5 та земні землетруси земної кори M w 6 і M w 6.5. Оскільки на поверхневі ефекти сильно впливають (ослаблені) відстань ділянки від епіцентру, вони використовували відстані від джерела земної кори до ділянки п'яти, десяти та п'ятнадцяти кілометрів (1,6 кілометра = одна миля).

    Яке властивість сейсмічної хвилі найкраще для визначення небезпеки для будівель? Група Вонга використовувала p eak горизонтальне прискорення, виражене у відсотках гравітації (відсотки g). Прискорення - це швидкість збільшення швидкості об'єкта. Якщо ви зійдете зі скелі і провалитеся через космос, ваша швидкість буде прискорюватися з нуля зі швидкістю 32 футів (9,8 метра) в секунду кожну секунду, завдяки гравітаційному тяжіння Землі. Це прискорення в 1 м Коли землетрус має вертикальне прискорення більше 1 г, в повітря викидаються камені або грудки землі, як вперше спостерігалося під час великого землетрусу в Індії в 1897 році. Вертикальні прискорення більше 1 г були зафіксовані під час 1971 Сан-Фернандо, штат Каліфорнія, землетрус, в результаті чого пожежна машина з встановленими гальмами була кинута біля пожежної станції Lopez Canyon, залишивши сліди від шин на рамі дверей гаража 3 фути над підлогою.

    Також можна виміряти горизонтальні прискорення. Автомобіль, що розганяється зі швидкістю 1 г, проїхав би 100 ярдів від нерухомого положення трохи більше ніж за 4 секунди. Як ми побачимо пізніше, горизонтальні прискорення особливо критичні, оскільки багато старих будівель, побудованих без урахування землетрусів, розраховані на витримування вертикальних навантажень, таких як вага самої будівлі, тоді як землетрус може призвести до того, що будівля трясе з боку в бік, прискорення по горизонталі. Більш високе пікове прискорення призведе до більш високої інтенсивності землетрусу на даній ділянці.

    Інші властивості сильних рухів землі, які стосуються пошкодження, - це швидкість - наскільки швидко будівля трясе назад і вперед під час землетрусу - і зміщення - наскільки сейсмічна хвиля змушує землю рухатися з боку в бік. Загалом, чим вище прискорення, тим вище швидкість і зміщення. Однак не випливає, що чим вище величина землетрусу, тим вище прискорення. Деякі з найвищих прискорень коли-небудь зафіксованих відбулися під час землетрусів магнітудою менше 7. Землетрус Янтвіль 3 вересня 2000 року в північній Каліфорнії мав магнітуду лише М 5.2, але це призвело до прискорень до 0,5 г.

    Сильне струшування вимірюється спеціальним типом сейсмографа, який називається акселерометром сильного руху. Ці прилади необхідні тому, що звичайний сейсмограф безперервної реєстрації може зашкалювати під час сильного землетрусу. Прилад сильного руху не записує безперервно, але спрацьовує, щоб почати запис, коли приходить перша велика хвиля землетрусу, і він припиняє запис, коли хвилі зменшуються до низького рівня. Ці прилади фіксують прискорення у відсотках g; інші прилади фіксують швидкість або зміщення. Ці записи особливо корисні для інженерів-будівельників, які використовують їх для визначення того, як будівлі вібрують під час землетрусу. Кілька приладів можуть бути розміщені в одній висотній будівлі, один у підвалі, а інші на верхніх поверхах, демонструючи дуже різну реакцію на тремтіння різних рівнів будівлі. Доцільно встановлювати акселерометри з сильним рухом у всіх великих спорудах, таких як греблі або хмарочоси. Вартість монтажу дуже мала в порівнянні з вартістю будівлі, а інформація, виявлена під час землетрусу, неоціненна для майбутнього інженерного проектування.

    Іншим міркуванням є період хвиль землетрусу, які потенційно пошкоджують. Період - це проміжок часу, який займає одну довжину хвилі, щоб пройти задану точку (рис. 3-12). Ми вже стикалися з частотою, кількістю довжин хвиль, щоб пройти точку за секунду. Частота дорівнює 1 поділеному на період. Як ми бачили в главі 3, землетруси, як і симфонічні оркестри, виробляють хвилі короткого періоду і високої частоти (пікколоси та скрипки) та хвилі тривалого періоду та низької частоти (туби та басові скрипки).

    Вонг та його колеги розглянули вплив на чотирьох ділянках у Портленді, штат Орегон, спектра хвиль від високої частоти з періодами 0,02 секунди до низької частоти з періодами 10 секунд (рис. 8-2). Комп'ютерна модель їх землетрусу включала ковзання по передбачуваному землетрусу розлому та вплив приповерхневої геології. Вони пробурили свердловини і вимірювали щільність (вага на даний об'єм) різних осадових шарів, з якими вони зіткнулися, а також швидкість звукових хвиль, що проходять через відкладення. М'який осад, такий як пісок або глина, має низьку щільність, тоді як корінні породи, такі як базальт, мають високу щільність. Звукові хвилі (і хвилі землетрусу) повільно проходять крізь м'який осад, і набагато швидше через корінні породи.

    Малюнок 8-2. Прискорення, у відсотках гравітації (g) сейсмічних хвиль різних періодів від постульованого землетрусу в зоні субдукції Каскадії на чотирьох ґрунтових ділянках у Портленді. Землетрус знаходиться в 120 км від Портленда. Від Вонга та ін. (1993)

    Коли сейсмічні хвилі переходять від основи до м'якого осаду, вони сповільнюються і збільшуються в амплітуді. Збільшення амплітуди викликає більший прискорення грунту на конкретній ділянці, що призводить до більш інтенсивного струшування. З цих причин товщина і щільність шарів м'якого осаду безпосередньо під поверхнею мають вирішальне значення для розрахунку струшування та потенційних пошкоджень.

    На малюнку 8-2 наведено приклад деяких їх розрахунків, в даному випадку для землетрусу в зоні субдукції Каскадія. Це логарифмічні криві; кожне ділення має значення в десять разів більше, ніж попереднє. Криві показують, що найбільші прискорення очікуються для сейсмічних хвиль з періодами від 0,4 до 2 секунд. Для землетрусів земної кори були отримані різні набори кривих. Існує значна різниця в кривих між чотирма ділянками, підкреслюючи важливість розуміння приповерхневої геології.

    Іншим фактором, важливим для побудови цих кривих, є загасання сейсмічних хвиль між фокусом землетрусу та ділянкою, про яку йде мова. На загасання впливає міцність і жорсткість кори, через яку повинна проходити сейсмічна хвиля. Уявіть, що ви ставите вухо до поверхні зрізу довгого колоди, яке ударяється на іншому кінці молотком. Якщо колода виготовлена з міцного дерева, вібрації, спричиненої молотком, може бути достатньо, щоб пошкодити вухо. Затухання хвилі в колоді низьке. Однак якщо колода зроблена з гнилої деревини, можна почути тьмяне «дуріння», що свідчить про те, що загасання високе. У корі велике загасання означає, що сила хвилі землетрусу досить швидко падає з відстанню від вогнища.

    Під час обговорення вище, ми були стурбовані впливом землетрусу струшування геології на поверхні землі або поблизу неї. Недавні дослідження в Каліфорнії показали, що шлях, пройдений землетрусом від джерела до поверхні, також може мати драматичний вплив на струшування. Кім Олсен та Ральф Арчулета з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі побудували складні комп'ютерні моделі наслідків землетрусу М 7.75 на розлом Сан-Андреас при струшуванні в басейні Лос-Анджелеса, за тридцять до сорока миль. Басейн Лос-Анджелеса заповнений на глибину від чотирьох до шести миль осадовими породами, які мають набагато меншу щільність, ніж гірські породи земної кори під басейном або в прилеглих гірських хребтах. Олсен і Арчулета показали, що їх імітований землетрус буде генерувати поверхневі хвилі, які сповільнюватимуться і різко збільшуватимуться в амплітуді, коли вони увійшли в басейн Лос-Анджелеса. Крім того, поверхневі хвилі відскакують від основи та крутих сторін осадового басейну, так що сильне струшування триватиме набагато довше, ніж це було б біля джерела землетрусу.

    Цей ефект також можна було відчути в осадових басейнів, які набагато менші, ніж басейн Лос-Анджелеса. До них відносяться басейн Туалатін в Орегоні, з містами Бівертон, Хіллсборо та Форест-Гроув, басейн Портленд-Ванкувер в Орегоні та Вашингтоні між центром міста Портленд і Траутдейл, і басейн Сіетла у Вашингтоні між центром міста Сіетл і Еверетт. Після землетрусу Nisqually 2001, Дерек Бут з Вашингтонського університету обстежив шістдесят тисяч димоходів на предмет пошкоджень і виявив, що пошкодження димоходу було зосереджено в Західному Сіетлі, Бремертоні та інших районах, близьких до розлому Сіетла. Західний Сіетл також сильно постраждав в 1965 землетрус в Сіетлі. Кордон між основою на півдні та м'якими відкладеннями на півночі різка і крута, і Бут припустив, що хвилі землетрусу могли бути зосереджені для отримання більшої шкоди вздовж лінії, паралельної розлому. Зона розлому може містити сильно тріщинисту породу, що дає їй нижчу швидкість для сейсмічних хвиль, ніж нештатна скеля з обох боків. Ця зона низьких швидкостей також може сфокусувати хвилі землетрусу та збільшити збиток.

    Малюнок 8-3. Карта Північно-Західного Тихого океану показує горизонтальні прискорення землетрусу, що мають 10-відсоткову ймовірність перевищення за п'ятдесят років для твердої гірської породи (сайт класу B грунту в Канаді). Контури у відсотках тяжкості (г). Від USGS та геологічної служби Канади (Basham et al., 1997). Карта USGS переглянута в 2002 році

    Ця ідея також була перевірена в дельті річки Фрейзер навколо Ванкувера, BC, вивчаючи кілька акселерометрів з сильним рухом, які були спровоковані землетрусом М 5.3 в Дювалі, штат Вашингтон, в 1996 році. Тряска, зафіксована акселерометрами в дельті, була сильнішою, ніж тряска на ділянках основи, як і очікувалося, але найсильніше струшування було виявлено біля краю басейну, що лежить під дельтою, можливо, через фокусування сейсмічної енергії.

    Таку поведінку, пов'язану зі шляхом, який хвиля землетрусу бере від джерела до місця, можна вважати масштабним прикладом чаші желе. В обох випадках поверхневі хвилі посилюються, але на прикладах Лос-Анджелеса, розлому Сіетла та дельти річки Фрейзер тремтіння пов'язане зі шляхом хвилі землетрусу через товстий осадовий басейн, як фокусування світла через лінзу.

    USGS та Геологічна служба Канади об'єднали всі ці фактори, щоб створити карти, що показують пікові горизонтальні прискорення протягом наступних п'ятдесяти років. Одна з таких карт, переглянута в жовтні 2002 року, показана на малюнку 8-3. Найвищі прискорення прогнозуються вздовж узбережжя, найближчого до зони субдукції, з найвищими значеннями в північній Каліфорнії, яка має найвищу сейсмічність на північному заході. Однак інші структури, особливо ті, які розірвалися історично, також впливають на прогнозовані прискорення. 30-відсоткові криві контуру g на схід включають область Puget Sound, щоб врахувати землетруси на плитах, які завдали стільки шкоди там.

    Ця карта є імовірнісною, але вона оцінює ймовірність прискорення, а не величину, оскільки прискорення - це значення, яке має найбільше значення для інженерів при оцінці сейсмічної небезпеки та розробці будівельних норм. Наприклад, район Сіетл-Такома має 10-відсоткову ймовірність того, що прискорення, близьке до 30 відсотків g, буде перевищено в найближчі п'ятдесят років. Це прискорення призведе до інтенсивності VII-VIII, що завдало великої шкоди в землетрусах 1949, 1965 та 2001. Будівля, яку ви будуєте, швидше за все, матиме термін служби не менше п'ятдесяти років. Якщо з десяти є один шанс, що будівля буде піддаватися цим прискоренням, чи не має сенсу проектувати будівлю відповідним чином?

    3. Розрідження: коли земля перетворюється на суп

    Роберт Норріс з USGS їхав на острові Харбор в промисловій зоні Сіетла, коли землетрус Nisqually потрапив. Його вантажівка позіхала з боку в бік, і він зупинився, щоб спостерігати, як десяток гігантських вантажних кранів тремтять і згинаються, як кивають жирафи, які намагаються танцювати. Про те, що далі було повідомлено ним у Вашингтоні Геологія:

    Мене відволікся від мокрого гойдаючого звуку, що надходить із землі неподалік. Я подивився на його джерело і побачив гладкий купол коричневої рідини, можливо, півметра... шириною і висотою, що видається з землі... Цей купол тривав можливо дві секунди, потім виріс і увірвався в каламутний гейзер. Гейзер видав три-чотири дуже рідких бризки протягом наступних кількох секунд... потім він розширився і звалився в колону шириною близько півметра, який скидав величезний обсяг каламутної води. Рідина виникла набагато швидше, ніж могла поширюватися, так що протягом декількох секунд фронт потоку став сплеском висотою в кілька сантиметрів, як невелика хвиля, що подорожує по сухому пляжу. Його швидкість була майже один метр (двір) в секунду, наскільки я міг сказати. Протягом приблизно 30 секунд сплеск перетворився на неглибокий обертовий басейн приблизно на шість-сім метрів... поперек з плаваючими на ньому шматочками піску, все ще енергійно живляться стовпом води на початковому місці прориву... Колонка подачі почала поступово слабшати через пару хвилин. Я... був здивований, виявивши, що вода була відносно чистою; я міг бачити глибину в кілька сантиметрів у ставку.

    М'які, неконсолідовані піщані відкладення, насичені водою, можуть змінюватися з твердого на рідке при струшуванні. Ви можете спостерігати це властивість у вологому пляжному піску. Просто торкніться ногою по насиченому піску біля краю води. Пісок спочатку почне пузиритися і викидати суміш піску і води. Тоді насичений пісок, з якого виходять бульбашки, буде стікати вниз по схилу до моря.

    Малюнок 8-4. Піщані удари, спричинені землетрусом Nisqually з тріщини, що вражає східний захід у м'яких відкладах у Національному заповіднику Nisqually у дельті річки Ніскваллі на схід від Олімпії. Викинуті відкладення включають золу з гори Реньє. Маркер для шкали має довжину 5,3 дюйма. Фото: Пет Pringle, Вашингтонський відділ геології та ресурсів Землі

    Зрідження визначається як «акт або процес перетворення будь-якої речовини в рідину». Якщо у вас трапиться біда будівництва будинку на зрідженому осаду, і стався землетрус, ваш будинок може зануритися в землю під божевільним кутом, оскільки осад розріджується і перетворюється на пливуни. Розрідження особливо поширене в чистому пухкому піску або щебеневому піску, насиченому водою. Більшість шарів піску з потенціалом розрідження є голоценовими за віком (менше десяти тисяч років) і є неконсолідованими.

    Піски, які підлягають зрідженню, майже завжди заглиблюються на глибину менше тридцяти футів. На більшій глибині тиск поховання досить високий, щоб ущільнити пісок і запобігти розрідженню, якщо тільки струшування не є надзвичайно сильним. Коли хвилі землетрусу струшують пісок, тиск хвиль деформується і стискає пісок на мить, підвищуючи тиск води в порових просторах між піщинками, тим самим перетворюючи піщано-водну суміш в рідину. Це тимчасове надмірне тиск (циклічне напруження зсуву або циклічне навантаження) повторюється до тих пір, поки відбувається сильне струшування. Такий пісок, як правило, перекривається більш зв'язковим матеріалом, таким як глина, грунт або тротуар, який служить для обмеження стисненої води в піску. Якщо осадовий шар знаходиться на невеликому схилі, він буде масово рухатися вниз по схилу; це називається бічним розкидом. Бічний розкид може рухатися вниз по схилу до 0,2 відсотка, що навряд чи виглядатиме як нахил взагалі.

    Мабуть, найбільш вражаючий вираз зрідження, як спостерігав Норріс на острові Харбор, відбувається, коли водянистий пісок виходить на поверхню через глиняний ковпачок або тротуар, де він може виливатися в повітрі, як фонтан або гейзер протягом хвилин до годин після основного удару, залишаючи низький кратер або насип ( пісок кипить) після того, як фонтан згасне (рис. 8-4). Розкопка піщаних фурункулів зворотною лопатою або бульдозером виявляє вертикальну засипку піску всередині глиняного ковпака, звану піщаною дамбою (рис. 8-5). Піщана дамба позначає місце, де пісок на глибині виходив на поверхню. Наявність піщаних дамб у відкладах, наприклад, знайдені в розкопках під конгрес-центром штату Орегон в Портленді, використовується як доісторичні землетруси, хоча альтернативна гіпотеза стверджує, що піщані дамби пов'язані з Повені Міссули останнього плейстоценового віку.

    Малюнок 8-5. Вертикальний переріз через пісок кипить, показуючи шар зрідженого піску, глиняний ковпачок, що не зріджується, і піщану дамбу, що передає зріджений пісок на поверхню, утворюючи піщаний кипіння або піщаний вулкан. Від Стіва Обермайєра, USGS

    Сприйнятливість піску до зрідження може бути визначена стандартними інженерно-геотехнічними випробуваннями, такими як стандартне випробування на проникнення. Під час цього випробування пробірка вбивається в землю, скидаючи 140-фунтову вагу з висоти тридцяти дюймів (гаразд, це не ракетознавство, але це працює, тому що кожен інженер фундаменту робить це точно так само). Опір проникненню - це кількість ударів (кількість разів скидання ваги), необхідне для вбивання пробовідбірника однією ногою в грунт. Низький опір проникненню становив би менше десяти ударів на ногу; високий опір буде більше тридцяти ударів на ногу. Зріджені піски мають дуже низький опір проникненню; дуже легко загнати трубку для відбору проб в пісок.

    Зрідження може бути спровоковано прискоренням землетрусу до 0,1 г. Це спостерігалося при землетрусах з величиною до 5, і це стає відносно поширеним явищем з більшими величинами. Розрідження більш велике з більшою тривалістю струшування, що саме по собі пов'язано з великою величиною моменту.

    Значна частина сильного збитку в районі Марина в Сан-Франциско під час землетрусу 1989 року була пов'язана зі зрідженням штучної заливки, яка була встановлена після землетрусу 1906 року. Піщані фурункули спалахували в підвалах таунхауса, вулицях, дворах та парках. Бічний розкид поверхні землі порушив підземні комунікаційні лінії, залишивши близько тисячі будинків без газу або води. Газ не був відключений, а розбиті газопроводи призвели до спалаху великих пожеж.

    Зрідження пляжних відкладень під час землетрусу 1989 сильно пошкодив морську лабораторію університету Сан-Хосе на посадці Мосс (рис. 8-6). Це ілюструє проблему для таких міст, як Приморський, Орегон та Лонг-Біч, Вашингтон, побудовані на піщаних барах.

    Малюнок 8-6. Нахилені будівлі в морській лабораторії університету штату Сан-Хосе в Мосс Лендінг, Каліфорнія, через зрідження пляжних відкладень під час землетрусу Лома Пріета жовтня 1989 року. Фото Дж. Вілсона, USGS

    Зрідження під час Великої п'ятниці землетрусу 1964 року на Алясці знищив частину нового підрозділу Turnagain Heights Анкоридж, розташований на тридцятифутовому блефі з видом на Інлет Кук (рис. 8-7). Землетрусні хвилі розріджують шар піску і глини, в результаті чого частина підрозділу розпадається і ковзає в бік затоки. Будинки, патіо, вулиці та дерева нахилені під дивними кутами, і зяючі прірви відкрилися, ковтаючи і поховавши живцем двох маленьких дітей. Один будинок ковзав більше ніж на дванадцять сотень футів до моря, знищивши себе, як це робив. Нестабільність насиченого водою шару в глині Bootlegger Cove була вказана в доповіді USGS в 1959 році, за п'ять років до землетрусу, але ця інформація, очевидно, не мала впливу на плани розвитку Turnagain Heights.

    Малюнок 8-7. Знищення частини підрозділу Turnagain Heights міста Анкоридж шляхом зрідження піщаного шару в Bootlegger Clay, що супроводжує Велику п'ятницю 1964 землетрусу в Алясській затоці. Земля і будинки були порушені; зверніть увагу на нахилені дерева. Фото Джорджа Плафкера, USGS

    Під час землетрусів Puget Sound 1949 та 1965 років 25 відсотків збитків, можливо, були завдані зрідженням. Розвідні мости через водний шлях Дуваміш в Сіетлі були відключені під час обох землетрусів. Відстань між причалами в основному прольоті мосту Spokane Street було скорочено на шість-вісім дюймів через бічний розкид, заклинюючи розвідний міст у закритому положенні. Гейзери піщаної води були зареєстровані в 1949 році в Лонгв'ю, Сентралія, Пуйаллап і Сіетл, і значна частина піщаної коси, що впадає в Пьюгет-Саунд на північ від Олімпії, зникла в 1949 році, ймовірно, через зрідження піску. Відкладення під мобільним будинковим парком у Тумуотер, штат Вашингтон, зріджені під час землетрусу Nisqually, як це було в попередніх землетрусах 1949 та 1965 років (рис. 8-8). Сильне зрідження також відбулося в дельті річки Ніскваллі на схід від Олімпії (рис. 8-4), але значна частина цієї області є притулком дикої природи, відповідним використанням для цієї нестійкої землі.

    Малюнок 8-8. Бічне поширення на озері Sunset, Tumwater Меморіальний мобільний будинок парк поблизу Тумуотер, Вашингтон. Фото Стівена Крамера, Вашингтонський університет.

    Одним з аргументів, висунутих проти сейсмічного походження похованих болотних відкладень на узбережжі Тихого океану, є рідкість ознак зрідження, таких як піщані дамби. Однак багато хто з цих боліт не підстилаються чистим піском. Плейстоценовий пляжний пісок може лежати в основі голоценових болотних послідовностей, але якщо так, то він, ймовірно, занадто консолідований і занадто глибоко похований, щоб піддаватися зрідженню.

    З іншого боку, особливості зрідження поширені на низьких островах в приливних течіях річки Колумбія між Асторією, Орегоном та Каламою, штат Вашингтон (рис. 8-9). Ці острови рівнинні, погано дреновані і болотисті, і значні частини з них занурені під час дуже високих припливів. Стів Обермайер з USGS оглянув круті береги, скульптурні річкою, і виявив, що острови складаються в основному з м'якого глинистого мулу, локально містить шари вулканічного попелу з гори. Сент-Хеленс. Радіовуглецеве датування та кореляція золи з датованим Mt. Попіл святої Еленса свідчить про те, що мулу менше однієї тисячі років.

    Малюнок 8-9. Блок-схема, що показує польові зв'язки на ділянках зрідження на островах в нижній частині річки Колумбія. Заповнена піском дамба прорізає мул і глину з погано розвиненим грунтом зверху. Дамба з'єднується з тонким піщаним листом поверх грунту, на якому можуть бути залишки піску кип'ятити. Бульби мають радіовуглецевий вік від шестисот до однієї тисячі років. Мул і глина поверх піщаного листа молодші за розміщення дамби; найстарішим живим деревам менше 230 років. (1 м = трохи більше 3 футів 3 дюйми). Від Стіва Обермайєра, USGS

    Шари мулу розрізаються сотнями піщаних дамб (рис. 8-9), найширшими на островах поблизу Асторії, і поступово вужчими на островах річки. Ці піщані дамби були встановлені до найстаріших дерев, які зараз зустрічаються на островах, яким менше двохсот тридцяти років на основі датування з деревом. З цієї причини Обермайер припускає, що дамби, ймовірно, були встановлені під час великого землетрусу в зоні субдукції Каскадія 1700 року н.е. Дамби присутні на островах річки Колумбія, оскільки джерело річкового піску може лежати трохи нижче шару мулу.

    Керт Петерсон з Університету штату Портленд виявив, що пізні плейстоценові відкладення морської тераси узбережжя між центральним Вашингтоном і північною Каліфорнією містять рясні дамби, деякі товщиною в три фути, свідчення сильного землетрусу струшування. Джерелом для цих дамб є пляжний пісок, що позначає підставу тераси. Як зазначалося раніше, майже всі приклади зрідження в історичні та пізні голоценові часи включають піщані джерела, які є голоценовими за віком, а не плейстоценом. Піщані дамби в плейстоценових родовищах тераси, мабуть, були породжені плейстоценовими землетрусами субдукції зони, трохи молодшими, ніж матеріал тераси, в якому вони знаходяться.

    Потенціал для зрідження може бути зменшений різними фундаментно-інженерними методами зміцнення грунту. Ці методи включають забивання глибоких паль або пірсів через зріджений шар, нанесення бетонного розчину через слабкі шари або навіть заміну зріджених відкладень земляними матеріалами, що не підлягають зрідженню. Похилі ділянки з потенціалом для бічного поширення можуть бути закріплені в напрямку вниз по схилу. Такі рішення коштують дорого, але вони були показані для роботи під час землетрусу Лома-Пріета 1989 року. Район Марина сильно постраждав від зрідження, але ділянки в районі затоки Сан-Франциско, які отримали фундаментно-інженерну обробку, включаючи Острів скарбів, Емерівілл, Річмонд, Юніон-Сіті та Південний Сан-Франциско, мало або зовсім не пошкодили землю або споруди.

    4. Зсуви, породжені землетрусами

    Зрідження, як правило, найбільш виражене на низьких, рівнинних ділянках, що лежать під голоценовими відкладеннями. Але в країні землетрусу це не допомагає втекти на пагорби. Більшість тисяч зсувів, що утворюються під час великого землетрусу, невеликі, але деякі з них дуже великі, як описано раніше для землетрусу 1970 року в Перу.

    10 липня 1958 року, як повідомив Джордж Плафкер з USGS, землетрус М 7.9 на Fairweather Fault, Аляска, викликав зсув на стороні гори з видом на затоку Літуя, в Національному парку Глейшер-Бей. Велика маса ґрунту та скелі прокотилася вниз по схилу гори в бухту, перетнула бухту і мала достатній імпульс, щоб піднятися на протилежну сторону на висоту дев'ятсот футів, оголюючи лісовий покрив, як це робилося. Слайд створив величезну водну хвилю висотою сто футів, яка прокотилася в море, несучи три рибальські човни над піщаною косою в гирлі затоки в океан. Землетрус М 7.6 серпня 18, 1959, в штаті Монтана, на північ від Єллоустонського національного парку, викликав зсув, який прокотився вниз по схилу гори і через кемпінг, поховавши ряд відпочиваючих разом зі своїми наметами та транспортними засобами. Зсув перетнув річку Медісон з достатнім імпульсом, що він продовжував вгору по іншій стороні долини, заглушаючи річку і створюючи нове озеро.

    Землетруси менше M 5.5 генерують десятки зсувів, а землетруси більше М 8 генерують тисячі. Землетрус Нортрідж спричинив понад одинадцять тисяч зсувів, переважно в горах, прилеглих до епіцентру. Землетруси Puget Sound 1949 і 1965 спричинили багато зсувів, включаючи той, який вибив залізничну колію поблизу Тумуотер, штат Вашингтон (рис. 8-10). Зсуви особливо поширені в сильно лісистих районах Північно-Заходу, спричинені опадами та землетрусами.

    Малюнок 8-10. Схил пагорба ковзнув з-під цієї чотирисотфутової секції гілки Union Pacific Railway в Тумуотер, недалеко від Олімпії, штат Вашингтон, під час землетрусу Пьюджет Саунд 1965 року. Великий зсув під час сильної дощової зими 1996-97 рр. також пошкодив залізничну лінію. Фото Г.В. Торсен, Вашингтонський відділ геології та ресурсів Землі.

    Паула Вандорссен з Рентона, штат Вашингтон, була по телефону, коли землетрус Nisqually потрапив. Їй швидко стало відомо, що масивна земна стіна притискається до сторони її будинку. За лічені секунди бруд і сміття заповнили її вітальню. Паула натрапила на свій парадний ганок і скотився з пагорба, коли гірка штовхнула її будинок убік. Було не зовсім одинадцять годин; через кілька хвилин її п'ятирічна дочка була б вдома, граючи на стороні будинку, розбитого гіркою. Інші частини гірки загравали річку Кедр (рис. 8-11), і більше ста сімей були евакуйовані в міру того, як почало утворюватися озеро. Землерийне обладнання було швидко привезено, щоб прорвати грязьову греблю.

    Малюнок 8-11. Зсув від 2001 Nisqually землетрусу біля річки Кедр. Зсувні відкладення в центрі фото. Фотографія люб'язно надано округу Кінг, штат Вашингтон.

    Пляж Салмон лежить вздовж блефу з видом на Пьюджет Саунд на південь від Point Defiance в Такомі (рис. 8-12а, б). До його будинків, з їх чудовим видом на Саунд і Олімпіаду, можна дістатися тільки на човні або спустившись кілька сотень дерев'яних сходинок від дороги. Землетрус Nisqually змістив до двадцяти тисяч кубічних футів грунту і сміття; одна велика ялинка була спрямована, як спис біля вікна Луки та вісімнадцятимісячного будинку з кедровим струсом Аліси Сітко. Було евакуйовано вісім будинків, кілька з серйозними пошкодженнями. Люк Сітко заявив, що залишився.

    Малюнок 8-12а. Зсув на крутих обривах з видом на Пьюгет-Саунд на пляжі Салмон, поблизу Такома звужується, через кілька днів після землетрусу Пьюгет-Саунд 1949 року. Зсув поставив під загрозу кілька пляжних будиночків і спричинив високі хвилі в звуженнях. Зсуви сталися в тому ж місці під час 2001 Nisqually землетрусу. Від Вашингтонського відділу геології та ресурсів Землі.
    Малюнок 8-12б. Лосось Біч зсув поблизу Такома звужується після 2001 Nisqualy землетрусу. Будинки з видом на Пьюджет Саунд не мають доступу до дороги; зсув вдарив позаду будинків, як це було в 1949 році. Фотографія люб'язно надано Джон Брей, Каліфорнійський університет Берклі.

    Землетрус Nisqually не був першим, хто сильно пошкодив будинки на Салмон-Біч. Аналогічні пошкодження зазнали під час землетрусу 1949 року (рис. 8-12а).

    Чотирнадцять будинків на блефі з видом на Пьюгет-Саунд на Maplewood Avenue Southwest in Burien повинні були бути евакуйовані (рис. 8-12b) після землетрусу Nisqually, коли між дорогою і під'їзними шляхами з'явився рів шириною ноги. Інші будинки вздовж пляжу внизу також були евакуйовані, хоча деякі жителі залишилися, незважаючи на порядок евакуації.

    Крім пошкоджень залізниці (рис. 8-10), з ладу були також виведені автомобільні дороги, що ілюструє малюнок 8-13. Пошкодження автомобільних доріг спричинили затримки в рятувальних операціях та ремонті пошкоджених будинків.

    Мал. 8-13. Зсув через шосе 101, близько 100 футів через. Фотографія люб'язно надано Джон Брей, Каліфорнійський університет Берклі.

    Одними з найпоширеніших типів зсувів є каменепади та гірські скелі. Хоча каменепади можуть мати несейсмічне походження, Боб Шустер з USGS виявив, що великі каменепади, що греблять озера на східному Олімпійському півострові Вашингтон (рис. 6-7), швидше за все, утворилися під час великого землетрусу одинадцять сотень років тому. Немає таких великих каменів, як вони відомі з цієї області в історичний час, які включали землетруси, такі як M 7.1, а також багато сильних зимових штормів.

    Той, хто поїхав у гори, помітив, що багато скелястих схилів таранних схилів здаються досить нестабільними, і сейсмічне тремтіння може привести ці схили в рух. Джон Мьюїр, який пережив 1872 землетрус в долині Оуенс (M 7.7) в долині Йосеміті, описав це найкраще:

    О половині о другій годині місячного ранку в березні мене розбудив величезний землетрус, і хоча я ніколи раніше не насолоджувався бурею такого роду, дивний хвилюючий рух не міг помилитися, і я вибіг зі своєї каюти, як радий, так і зляканий, кричачи: «Благородний землетрус! Благородний землетрус!» відчуваючи себе впевненим, що я збираюся щось навчитися. Потрясіння були настільки жорстокими і різноманітними, і досягли успіху один одного настільки тісно, що мені довелося обережно врівноважувати себе в ходьбі, ніби по палубі корабля серед хвиль, і здавалося неможливим, щоб високі скелі Долини могли уникнути руйнування. Зокрема, я побоювався, що зоряна скеля, що височіє над моєю каютою, буде потрясена, і я взяв притулок від великої жовтої сосни, сподіваючись, що вона може захистити мене принаймні від менших висхідних валунів. На хвилину-дві потрясіння ставали все більш жорстокими - миготливі горизонтальні тяги, змішані з кількома поворотами і побиттям, вибуховими, потрясеними поштовхами, - ніби Природа руйнувала її храм Йосеміті, і готуючись побудувати ще кращий.

    Тепер я був переконаний перед тим, як впав один валун, що землетруси були талусоутворювачами, і незабаром прийшов позитивний доказ. Це була спокійна місячна ніч, і не було чути жодного звуку протягом першої хвилини або близько того, крім низького, приглушеного, під землею, бурчання бурчання, і шепіт і шелест схвильованих дерев, ніби Природа затримувала подих. Потім, раптом, з дивної тиші і дивного руху виник приголомшливий гуркіт. Орлина скеля на південній стіні, приблизно в півмилі вгору по Долині, поступилася місцем, і я побачив, як вона падає тисячами великих валунів, які я так довго вивчав, виливаючи на підлогу Долини у вільній кривій, світяться від тертя, роблячи жахливо піднесене видовище - дугу світиться, пристрасний вогонь, п'ятнадцять сто футів прольоту, як істинний за формою і такий же безтурботний в красі, як веселка посеред приголомшливої, ревучої скельної бурі. Звук був настільки надзвичайно глибоким і широким і серйозним, що вся земля, як жива істота, здавалося, нарешті знайшла голос і закликала до своїх сестринських планет. Намагаючись сказати щось розміру цього жахливого звуку, мені здається, що якби весь грім усіх бур, які я коли-небудь чув, був згущений в один гуркіт, він не зрівнявся б з цим рок-ревом при народженні гірської таранної кістки.

    Великі зсуви Перу, річки Медісон та затоки Літуя були скельними лавинами, як правило, викликаними каменепадами під час землетрусу. Майже всі каменепади невеликі, хоча локально пошкоджуючі або смертельні, як той, який вбив Кена Кемпбелла на північ від водоспаду Кламат, штат Орегон (рис. 6-24), і багато з них мають несейсмічне походження, як Осо, Вашингтон, зсув березня 2014 року. Однак великі скельні лавини здаються унікальними для землетрусів, або землетрусів у поєднанні з вулканізмом, як у величезній лавині, яка врізався в озеро Спіріт і перекрила річку Тутл під час гори. Виверження Святої Єлени 18 травня 1980 року. Ця лавина була спровокована землетрусом М 5.1, але і лавина, і землетрус могли бути наслідком виверження, яке підірвало північну сторону гори.

    Зсуви на морському дні є все більш визнаним явищем, головним чином через наявність сонара бічного сканування та нових методів картографування рельєфу морського дна. Континентальний схил біля південного Орегону значною мірою складається з величезних зсувів, включаючи той, який проілюстрований на малюнку 8-14 біля Флоренції, штат Орегон. Кріс Голдфінгер зіставив зсув біля основи континентального схилу біля центрального Вашингтона, в якому окремі блоки розміром з гори їхали вниз на безодню рівнину, залишаючи сліди ковзання на морському дні після себе. Ці зсуви настільки великі, що здається ймовірним, що вони породжуватимуть величезні морські хвилі або цунамі, як було показано, подібні зсуви на Гаваях та Папуа-Новій Гвінеї.

    Малюнок 8-14. Великий зсув біля основи континентального схилу на захід від Флоренції, штат Орегон. Слайд проходить через п'ять миль; сміття транспортується через фронт деформації на безодну рівнину Хуан-де-Фука. Активний Heceta Південний розлом позначає частину північної сторони гірки. Зображення, створене Крісом Голдфінгером в Університеті штату Орегон з батиметричних карт SeaBeam Національного агентства океанічних та атмосферних впливів та оцифровані топографічні карти землі від USGS

    Береговий хребет, Олімпійські гори та каскади несуть шрами тисяч зсувів, які були нанесені геологами. Не можна остаточно продемонструвати, що ці зсуви мають землетрусне походження, але, безумовно, багато хто з них роблять. Деякі з менших - це гірки або потоки ґрунтового матеріалу, які, як правило, мають форму язика або каплеподібну форму і подорожують вниз по ярах і крутих каньйонів. Багато з них утворюються під час вологої зими і не пов'язані з землетрусами. Девід Кіфер та Ренді Джібсон з USGS узагальнюють геотехнічні дані, які свідчать про те, що деякі слайди не були б створені вологою погодою під час зимових штормів, але вимагали б сейсмічного струсу, щоб бути приведені в рух. Геотехнічні випробування, такі як стандартний тест на проникнення, можуть бути проведені при оцінці будівельного майданчика на схилі пагорба. Інші геотехнічні випробування включають вимірювання міцності ґрунтів на зсув як в статичних (неземлетрусних), так і в динамічних (землетрус) умовах.

    Пагорби, що межують з долиною Вілламетт, містять численні зсувні відкладення, особливо Західні пагорби Портленда. Департамент геології та мінеральної промисловості штату Орегон зіставив ці зсуви за допомогою LiDAR, того самого методу, який використовується для відображення активних розломів у регіоні Пьюгет-Саунд. Велика частина долини Вілламетт покрита LiDAR, що дозволяє відображати зсуви. Більша частина Портленда покрита картами на основі Лідару, де розміщуються ці зсуви. На мій погляд, належна обачність з боку місцевого самоврядування вимагатиме від цих урядів отримання карт LiDAR своїх зростаючих міст, щоб майбутній розвиток можна було планувати відповідно.

    Два великих тихоокеанських північно-західних зсуви, можливо, не мали походження землетрусу. Надія, B. C., зсув 1965 року був пов'язаний з землетрусом, але деякі люди вважають, що землетрус, можливо, супроводжував початковий розрив поверхні зсуву, що позначає підставу зсуву, і не був причиною ковзання. Ribbon Cliffs rockslide, на річці Колумбія на північ від Уенатчі, штат Вашингтон, був відновлений великим землетрусом в 1872 році, як обговорювалося в главі 6. Без прямого спостереження важко віднести великі зсуви в гірській місцевості до будь-якого землетрусу, навіть коли землетрус стався в історичний час.

    Я закриваю цей розділ обговоренням, мабуть, найвідомішого зсуву на північному заході Тихого океану, зсуву Бонневіля на річці Колумбія поблизу Каскадних замків (рис. 8-15). Вулканічні породи транспортувалися вниз по схилу на тонкому липкому глинистому грунті, утвореному на вершині одного з вулканічних утворень, змушуючи річку Колумбія на південний берег і звужуючи її ширину вдвічі. Зсув має площу не менше тринадцяти квадратних миль. Можливо, це породило індіанську легенду про походження мосту Богів. Згідно з легендою, Міст Богів був побудований Великим Духом, щоб дозволити перехід з одного боку річки в інший. Він був зруйнований в результаті великої боротьби між воїнами, тепер застиглими в камені і льоду, як Mt. Клікітат (Mt. Адамс) і Mt. Пшениця (Mt. Капюшон). Катастрофічний зсув в доісторичні часи міг заглушити Колумбію і дозволити людям ходити з одного боку на інший, поки річка не перекинулася і не вирізала греблю. Радіовуглецеві датування Пет Прінгл, тоді з Вашингтонського відділу геології та ресурсів Землі та Боб Шустер з USGS показує, що цей зсув міг зійти під час великого землетрусу в зоні субдукції Каскадія 1700 року н.е.

    Малюнок 8-15. Карта зсуву Бонневіль (затінений) в ущелині річки Колумбія на Каскадні шлюзи. Стрілки показують напрямок потоку зсувного матеріалу. Скелясті освіти зображені в чіткій схемі. Вулканічні породи Каскадного хребта лежать в основі гірки на Вашингтонській стороні річки Колумбія; Базальт річки Колумбія знаходиться на стороні Орегону. На основі роботи Боба Шустера, USGS, і Пет Прінгл, Вашингтонський відділ геології та ресурсів Землі

    Однак немає прямих доказів землетрусного походження слайда, і немає ніяких доказів того, що слайд зійшов все відразу. Деякі гірки, що спускаються до річки з боку Вашингтона, все ще активні і сьогодні. Зсув Бонневіля і Міст Богів залишаються геологічною загадкою.

    Як зазначено в попередньому розділі, зсуви не є суворо явищем, пов'язаним з землетрусом; вони також є поширеним побічним ефектом зимових штормів. Оцінюючи сайт для його зсувного потенціалу, Скотт Бернс з Університету штату Портленд використовує правило трьох ударів. Страйк 1 - це нестійкий грунт, а страйк 2 - крутий схил. Удар 3 може бути або землетрусом, або сильним зимовим зливом, який насичує землю. При ретельному підборі будівельних майданчиків можна уникнути ударів 1 і 2, так що ні опади, ні землетрус не стануть причиною зсуву.

    Значна частина жертв, пов'язаних з землетрусом, спричинена зсувами. У деяких випадках маса слайдів рухається досить повільно, щоб люди могли зійти зі свого шляху, але в каменепадах і скельних лавинях, таких як великі гірки на Алясці, Перу та Монтані, і каменепад, який засвідчив Джон Мьюїр в Йосеміті, рух гірської породи та ґрунтової маси настільки швидкий, що люди перевантажуються перш ніж у них з'явиться можливість зійти з дороги. Це спричинило загибель людей від осо, штат Вашингтон, зсув березня 2014 року.

    5. Карти небезпеки землетрусу мегаполісів

    Департамент геології та мінеральної промисловості штату Орегон підготував карти столичних районів Портленда, Салема та Юджена, які класифікують урбанізовані райони на зони небезпеки землетрусу. Інформація, розглянута раніше в цьому розділі, була використана для складання карт: геологія основи, товщина, щільність та швидкість сейсмічної хвилі зсуву (S-хвиля) приповерхневого осаду, крутизна схилів пагорбів та ступінь сприйнятливості цих схилів до зсуву. Вимірювані небезпеки - це кількість посилення сейсмічних хвиль, потенціал для зрідження та тенденція схилів пагорбів до невдачі в зсувах.

    Карти поділяють площу, що знаходиться під четвертинним осадом, на три (для Портленда) до п'яти (для Салема) категорій небезпеки підсилення землею на основі товщини осаду та швидкості S-хвилі. Ділянки, що підстилаються породою, не підсилюють сейсмічні хвилі. Аналогічно, існує три-п'ять категорій потенціалу зрідження поверхневого осаду, без потенціалу зрідження для районів, що лежать під основою. Класифікація стійкості схилу заснована на крутизні схилу, починаючи від відсутності небезпеки, коли земля рівна, до високої небезпеки, де схил перевищує двадцять два градуси, з особливою категорією для схилів пагорбів, вже позначені зсувами.

    Карти окремих небезпек (сейсмічне струшування, зрідження та стійкість схилу проти зсуву) об'єднані, використовуючи комп'ютерну модель, для поділу кожної ділянки на чотири зони небезпеки землетрусу, з позначкою А зони найвищої небезпеки та D найнижчої. Рейтинг А, як правило, означає, що площа посіла високе місце принаймні у двох з трьох описаних небезпек (сейсмічне струшування, зрідження, стійкість схилу). Область може зайняти дуже високе місце в одній категорії і низько в усіх інших і отримати рейтинг B. Карта може бути використана для того, щоб заявити, що широка територія, така як Міжнародний аеропорт Портленда, має певний рівень небезпеки (зона B). Капітолій штату Орегон і Університет Вілламетт ранжируються Зона С. Карти досить докладні, щоб ви могли отримати уявлення про категорію небезпеки землетрусу для вашого власного будинку, якщо ви живете в одному з районів, охоплених картами.

    Карти призначені для цілей загального планування для розробки програм пом'якшення небезпеки землетрусу для великих міст Орегону. Оцінки збитків для служб життєдіяльності та планування реагування на стихійні лиха можуть ефективно базуватися на цих картах. Однак вони не є заміною конкретних оцінок будівельного майданчика на основі бурових отворів та траншей, хоча вони можуть бути використані для техніко-економічних обґрунтувань та для проектування. Крім того, жодне державне законодавство не вимагає використання цих карт в політиці землекористування. Однак вони можуть вплинути на страхові тарифи від землетрусів.

    Незважаючи на те, що в провінції немає загальнопровінційної програми для карт небезпеки землетрусу в Британській Колумбії, демонстраційний проект для міста Вікторія був завершений, частково фінансується самим містом. Місто Сіетл створив набір карт чутливих районів, що показують схили більше п'ятнадцяти градусів, які можуть мати більший потенціал для зсуву. Подібні карти будуються Каліфорнійською геологічною службою для міських районів на півдні Каліфорнії. Закон про картографування сейсмічної небезпеки, прийнятий законодавчим органом Каліфорнії в 1990 році, вимагає від державного геолога ідентифікувати та картографікувати найбільш помітні небезпеки землетрусу від зрідження та зсуву. На відміну від штатів на Північно-Заході, розробники та органи місцевого самоврядування зобов'язані консультуватися з цими картами у рішеннях щодо землекористування.

    У Вашингтоні Стів Палмер та його колеги з відділу геології та ресурсів Землі підготували карти, що показують потенціал зрідження в низинних районах міських районів Сіетла та Олімпії через велике зрідження, що супроводжувало землетруси в 1949 та 1965 роках. Ці карти були перевірені землетрусом Nisqually 2001 року. Зрідження та бічне поширення були зосереджені в тих районах, які Палмер і його партнери передбачали, що буде небезпечним. Карта Олімпії показана на малюнку 8-16.

    Малюнок 8-16. Карта сприйнятливості до зрідження району Олімпія-Тумватер-Лейсі, Вашингтон, опублікована як Вашингтонський відділ геології та ресурсів Землі GM-47 (Palmer et al., 1999). Найтемніше затінення визначає ті ділянки, найбільш сприйнятливі до розрідження та бічного поширення. Збиток від зрідження та бічного поширення від землетрусу Nisqually 2001 накладається на цю карту, показуючи, наскільки добре карта передбачила зони пошкодження, особливо в центрі Олімпії. Від Тіма Уолша, Вашингтонського відділу геології та ресурсів Землі.

    Досвід Nisqually чітко показав, що ці карти можуть успішно передбачити ті райони, де шкода буде зосереджена в міському землетрусі. Однак вони були випробувані лише на землетрус у Вашингтоні.


    Пропозиції щодо подальшого читання

    Бернс, С. 1998. Небезпеки зсуву в Орегоні, в Бернсі, С., ред., Екологічні, підземні води та інженерна геологія додатків з Орегону. Асоціація інженерних геологів Спеціальний паб. 11, Star Publishing Co., 940 Emmett Ave., Бельмонт, Каліфорнія 94002, стор. 303-15.

    Бернс, С. 1998. Зсуви в районі Портленда в результаті шторму лютого 1996 року, в Бернс, С., ред., навколишнє середовище, підземні води та інженерна геологія додатків з штату Орегон. Асоціація інженерних геологів Спеціальний паб. 11, Star Publishing Co., 940 Emmett Ave., Бельмонт, Каліфорнія 94002, стор. 353-65.

    Бернс, С., і Л.Палмер. 1996 рік. Керівництво по зсуву домовласника. Управління надзвичайними ситуаціями в Орегоні, Федеральне агентство з управління надзвичайними ситуаціями, регіон 10 та Орегонський департамент геології та мінеральної промисловості, 10p. (безкоштовно).

    Драгович, Ю.Д., і П.Т. Прингл. 1995. Карта сприйнятливості до зрідження Самнера 7,5-хвилинного чотирикутника, Вашингтон, з розділом про аналіз зрідження Палмера, S.P. Вашингтонського відділу геології та геологічної карти земних ресурсів GM-44, 1 аркуш, 1:24 000, текст 26 стор.

    Герстел, WJ, М.Дж. Бруненго, W.S. Лінглі-молодший, Р.Л. Логан, Х. Шипман, і Т. Дж. Уолш. 1997. Пьюджет Саунд блеф: Де, чому і коли зсувів після свята 1996/97 штормів. Геологія Вашингтона, т. 25, № 1, стор. 17-31.

    Джинсон, Р.О. 1996. Використання зсувів для палеосейсмічного аналізу, в McCalpin, J. P., ред., палеосейсмологія. Сан-Дієго, Каліфорнія: Академічна преса, стор. 397-438.

    Кіфер, Д.К. 1984. Зсуви, викликані землетрусами. Бюлетень Геологічного товариства Америки, v. 95, с. 406-71.

    Келлер, Е.А. 1988. Екологічна геологія, п'яте видання. Колумбус, Огайо: Merrill видавнича Co., 540 с.

    Крамер С.Л. 1996. Геотехнічна інженерія землетрусів. Енглвудські скелі, штат Нью-Джерсі: Прентіс-Холл.

    Монахан, П.А., В.М. Левсон, Е.Дж. Маккуаррі, С.М. Бін, П. Хендерсон, і А.С. 2000. Відносна карта небезпеки землетрусу Великої Вікторії показує райони, сприйнятливі до посилення руху землі, зрідження та спричиненої землетрусом нестабільності схилу. Карта геологічної служби Британської Колумбії GMOO-1.

    Монахан, П.А., Левсон В.М., Хендерсон П.І. Відносна карта небезпеки зрідження Великої Вікторії (аркуш 3А); відносне посилення карти небезпеки руху землі (лист 3В); карта стійкості сейсмічного схилу (лист 3С) та супровідний звіт. Британська Колумбія Геологічна служба карти GMOO-3.

    Мьюїр, Дж. 1912. Йосеміті. Компанія Century, перевидана компанією Doubleday and Co., Inc., Нью-Йорк.

    Обермайер, С.Ф. 1996. Використання збудження індукованих ознак для палеосейсмічного аналізу, в McCalpin, J.P., ред., палеосейсмологія. Сан-Дієго, Каліфорнія: Академічна преса, стор. 331-96.

    Орегон департамент геології та мінеральної промисловості. н.д. зсуви в штаті Орегон. Вільний циркулярний.

    Орегонський департамент геології та мінеральної промисловості. 1991-1996 рр. Карти небезпеки землетрусу Портленд і Салем мегаполісів. Г 79, 89-92, 104-5.

    Орегонський департамент геології та мінеральної промисловості. 1997 рік. Відносна карта небезпеки землетрусу в районі метро Портленда, Клакамас, Малтнома та округів Вашингтон, штат Орегон. Інтерпретаційна карта серії IMS-1.

    Палмер, С.П., Шассе, і Д.К. Норман. 1994. Сприйнятливість до зрідження для Des Moines і Renton 7,5-хвилинних квадроциклів, Вашингтон. Вашингтонський відділ геології та земних ресурсів геологічної карти GM-41, 2 аркуші, масштаб 1:24 000, текст 15 с.

    Палмер, С.П., Т. Дж. Уолш, Р.Л. Логан, і У.Дж. Герстел. 1995. Сприйнятливість до зрідження для Auburn і Poverty Bay 7,5-хвилинних чотирикутників, Вашингтон. Вашингтонський відділ геології та земних ресурсів геологічної карти GM-43, 2 аркуші, масштаб 1:24 000, текст 15 стор. Палмер, С.П., Т.

    Уолш, і У.Дж. Герстел. 1999 р. Геологічне фоліо міського району Олімпія-Лейсі-Тумуотер, Вашингтон: Карта сприйнятливості до зрідження. Вашингтонський відділ геології та геологічної карти земних ресурсів GM-47, текст, 16 с.

    • Was this article helpful?