زلزله

مقدمه
از ديرباز تلاش براي دستيابي به مجهولات از طريق جستجوگري ذهن كنجكاو و فعال انسان، زمينه فعاليت‌هاي پژوهشي او در عرصه‌هاي گوناگون علوم و فن را فراهم آورده است،‌ تا آنجا كه امروز از تحقيق به عنوان بازوي مهم توسعه همه‌جانبه ياد مي‌شود. تلاش‌هاي علمي خلاق و منظم بسيتر مناسبي است كه دانش بشري را بيش از پيش رشد داده و علوم و فنون مختلف از اين رهگذر در پناه خلاقيت و ابداع روش‌ها و فن‌آوري‌هاي نو دگرگوني‌‌هاي بي‌بديل را در زندگي انسان به وجود آورده است. اين فرآيند را مي‌توان «تحقيق و توسعه» ناميد. بي‌ترديد در عصر حاضر انجام تحقيقات كاربردي و هدفمند يكي از اركان پيشرفت علمي و توسعه‌ي كشورهاست.

مركز تحقيقات ساختمان و مسكن براي دستيابي به اهداف فوق از طريق هماهنگ‌نمودن، متمركز ساختن، اجراي برنامه‌هاي مطالعاتي و تحقيقاتي در مورد ساختمان، مسكن، مصالح، روش‌هاي ساختماني و تهيه‌ي ضوابط مربوط به آنها و انجام راهنمايي‌هاي لازم در اجراي برنامه‌هاي خانه‌سازي و توليدات ساختماني متناسب با احتياجات كشور فعاليت مي‌نمايد.

منشاء زلزله
زلزله وقوع حركات زمين و ناگهاني رفت و برگشتي متناوب در سطح زمين است. در صورت انتقال اين جنبش‌ها به ساختمان‌ها و محدثات روي زمين، بسته به شدت و ضعف ارتعاش، امكان بروز خرابي و ايجاد صدمات وجود دارد. عوامل متعددي موجب وقوع زلزله مي‌گردند. فعاليت‌هاي آتشفشاني، فرو ريختن سقف غارهاي زيرزميني از آن جمله‌اند. ليكن مهمترين عامل ايجاد زلزله حركات زمين‌ساختن يا تكتوتيك است. بيش از ۹۰% كل زلزله‌هايي كه در جهان حادث مي‌شوند، از نوع زمين‌ساختي هستند.

رابطه زلزله با گسل رابطه‌اي دوسويه و متقابل است. بدين‌معني كه وجود گسل‌هاي بي‌شمار در يك منطقه محتلاً سبب بروز زلزله مي‌گردد و اين زمين‌لرزه نيز به نوبه‌ي خود، مسبب ايجاد گسل جديد مي‌شود، در نتيجه تعداد گسيختگي‌ها و شكستگي‌هاي سطح زمين زيادتر شده و بر قابليت لرزه‌خيزي منطقه افزوده مي‌شود. زلزله‌ها كه در واقع تخليه‌ي ناگهاني انرژي پتانسيل انباشته در پوسته‌ي زمين هستند، در اثر حركت توده‌هاي سنگ و برخورد آنها، ارتعاشاتي ايجاد مي‌كنند گه به شكل موجهاي زلزله تا مناطق دوردست گسترده مي‌شوند.

 

درجه‌ي تخريب ساختمان‌ها
درجه‌ي اول:
خسارت سبك: ترك‌خوردگي اندودها، سقوط قطعات كوچكي از اندود
درجه‌ي دوم:
خسارات متوسط: ترك‌خوردگي ديوارها، سقوط قطعات بزرگي از اندودهاي سفال‌ها، ترك‌خوردگي دودكش‌ها و يا سقوط قسمتي از آنها.
درجه‌ي سوم:
خسارات جدي: درزهاي پهن و عميق در ديوارها، سقوط كامل دودكش‌ها.
درجه‌ي چهارم:
تخريب: شكاف ديوارها، ريزش جزئي احتمالي آنها، از بين رفتن انسجام بين قسمت‌هاي مختلف ساختمان، خرابي پراكنده‌ يا تيغه‌هاي داخلي.
درجه‌ي پنجم:
انهدام عمومي: تخريب كامل ساختمان.

اثرات پيش‌بيني شده در مقياس
۱٫ اثر روي افراد و پيرامون آنها
۲٫ اثر روي ساختمان‌هاي مختلف

۳٫ اثر روي محيط طبيعي

فن‌آوري جديد براي بهبود و افزايش مقاومت لرزه‌اي سازه‌ها
در سي سال گذشته، سيستم‌هاي ويژه‌اي ابداع شده‌اند كه مقاومت لرزه‌اي سازه‌ها ا بهبود بخشيده و پايداري آنها را در برابر زلزله افزايش مي‌دهند. اين امر عمدتاً با تغيير مشخصه‌هاي ديناميكي سازه‌ها به يكي از شكل‌هاي فعال (عامل) و يا غيرفعال (غيرعامل) صورت مي‌گيرد. ادوات كنترل غيرفعال، پريود سازه‌ها را تغيير مي‌دهند يا ميرايي آن را افزايش مي‌دهند و در اغلب موارد، هر دو كار را به صورت همزمان انجام مي‌دهند.
سيستم‌هاي كنترل فعال كامپيوتري نيز ابداع شده و در حال گسترش‌اند كه در اين سيستم‌ها، ادوات كنترل، مشخصات ديناميكي سازه را در حين زلزله به صورتي پيوسته كنترل كرده و در صورت نياز آنها را تغيير مي‌دهد.

 

پيامدهاي اجتماعي زلزله
پيامدهاي زمين‌لرزه‌ها در ايران از الگويي كه در بسياري از بخش‌هاي ديگر جهان نيز صادق است، پيروي مي‌كند. فلج‌شدن ناگهاني اقتصاد محلي اغلب به جابجا شدن جمعيت، مهاجرت، افزايش در ماليات‌بندي و پيدايش بحران در امور انساني مي‌انجامد. پس از يك دوره‌ي كوتاه شور و شوق براي برنامه‌هاي بلندپروازانه‌ي بازسازي، علاقه به اجراي طرح‌هاي گوناگون، به ويژه براي شهرهاي كوچك و روستاها، آغاز به فرومردن مي‌كند. زيرا آشكار مي‌شود كه وجوهي كه در دسترس است، ناكافي است و رفته رفته مسائلي كه بازسازي پيش‌ مي‌گذارد، پيچيده‌تر و گرفتاركننده‌تر و كمتر هيجان‌انگيز مي‌شود.
براي نمونه پس از زمين لرزه‌ي ۱۸۲۴ م در شيراز، حكومت به ساكنان شهر اجازه نداد تا در روستاهاي پيرامون، سرپناهي بجويند و نتيجه آن شد كه به سبب بي‌سرپناهي، بيماري و احتمالاً رويداد پس‌لرزه‌ها، شمار مرگ و مير به روزانه ۲۰۰ تن رسيد. گفته مي‌شد كه اين اقدام توسط كلانتر پيشنهاد شده است، زيرا او بيم از آن داشت كه اگر به مردم اجازه‌ي ترك شهر داده شود، او را در قلمرو فرمانروايي‌اش تنها رها خواهند كرد. حكومت محلي چنان ضعيف بود كه در فاجعه‌ي زمين‌لرزه‌ي بعدي در شيراز در سال ۱۸۵۳ م، نتوانست از چپاول بازماندگان توسط دسته‌هاي راهزنان در درون و بيرون شهر جلوگيري كند. با اين همه، اين فاجعه به هيچ‌رو سبب آن نشد كه سركوب و بيداد در فارس كمتر شود.

تقسيم‌بندي ساختمان‌هاي شهري مناطق زلزله‌زده
ساختمان‌هاي زلزله‌زده در مناطق شهري مورد بازديد را مي‌توان در يك تقسيم‌بندي كلي به دو گروه تقسيم نمود:

۱٫ ساختمان‌هاي سنتي: كه عمدتاً از انواع سنگ‌هاي بنايي بدون اسكلت تشكيل مي‌گردند. سقف اين ساختمان‌ها در بعضي مناطق از نوع سقف‌هاي سنگين بنايي با تيرهاي چوبي و پوشش كاه‌گلي و در بعضي مناطق از سقف‌هاي سبك‌تر طاق ضربي يا سقف‌هاي سبك خرپايي با پوشش ورق شيرواني تشكيل گرديده‌اند. اين ساتختمان‌ها، غالباً معمارساز يا بناساز هستند.
۲٫ ساختمان‌هاي مهندسي: كه انواع ساختمان‌هاي داراي اسكلت كامل،نيمه اسكلت و ساختمان‌هاي بنايي مسلح را شامل مي‌گردند. اين ساختمان‌ها بعضاً مطابق ضوابط مهندسي و بسياري بدون رعايت اين ضوابط و به صورت تجربي (معمارسازي) ساخته مي‌شوند.
نتيجه‌گيري و پيشنهادها
زمين‌لرزه پديده‌اي طبيعي است و براي مقابله با آن بايد راه‌كارهايي انديشيده شود. همان‌گونه كه انسان تاثير مخرب برف و باران و ديگر عوامل طبيعي را به حداقل رسانيده است، پس‌ مي‌تواند با احداث سازه مقاوم،خسارات ناشي از زمين‌لرزه را نيز به حداقل برساند. از آنجا كه زمين‌لرزه بر خلاف ديگر عوامل طبيعي، در دوره‌هاي تناوب طولاني اتفاق مي‌افتد، انسان‌ها از اين پديده‌ي طبيعي غافل و فقط از زمين‌لرزه‌اي تا زمين‌لرزه‌اي ديگر به ياد خسارات مالي و جاني ناشي از اين رويداد مي‌افتد. از اين‌رو زمين‌لرزه را نمي‌توان عامل مخرب ساختمان و مرگ انسان‌ها دانست، بلكه اين سازه‌هاي ساخته شده غير مقاوم‌اند كه خسارات را به بارمي‌آورند. بنابراين، هدف از اين گفته‌ها،‌ آگاهي دادن بيشتر به منظور ساخت ساختمان‌هاي مقاوم در مقابل زمين‌لرزه است.
از آنجا كه كشور ايران، در منطقه‌اي كه از پتانسيل لرزه‌خيزي بالايي برخوردار است، قرار دارد، شايسته است در مراحل طراحي و تحليل نسبت به شناخت دقيق خصوصيات سازه، خصوصيات زمين‌لرزه و خصوصيات ساختگاه به منظور دستيابي به راهبردهاي لازم، مطالعات كافي انجام گيرد.
در صورتي كه مفاد آيين‌نامه ۲۸۰۰ به دقت اجرا گردد و سازه‌هاي ساخته شده طبق معيارهاي آيين‌نامه‌هاي قبل، بر حسب آيين‌نامه‌ي جديد، كنترل گرديده و اگر احتياج به تقويت دارند، تقويت شوند، خسارات ناشي از زمين‌لرزه به حداقل ممكن خواهد رسيد. عمق زمين‌لرزه‌هاي اخير كشورمان (منجيل، زيركوه قائنات، و … ) همچنين زمين‌لرزه‌ي ۱۷ اوت ۱۹۹۷ ازمير تركيه كم بوده است (زير ۲۰ كيلومتر)، از آنجاييكه خسارات ناشي از زمين‌لرزه‌هاي كم‌عمق خيلي زياد است، بنابراين بايد نقشه‌هاي كاربردي ريز‌پهنه‌بندي مناطق و شهرهاي مهم مثل تهران، كه خطر لرزه‌خيزي آن زياد است، تسريع گردد. هنگام تغيير كاربري سازه، حتماً با متخصصان و آگاهان امر مشورت و تمهيدات لازم در نظر گرفته شود.

نكته‌ي مهم در هنگام وقوع زمين‌لرزه، توجه كردن به خطوط و انشعابات گاز مي‌باشد. با توجه به شبكه‌ِي گازرساني در اكثر شهرهاي كشورمان، به خصوص شهر ميانه، يكي از پيامدهاي وقوق زلزله، از هم‌گسيختگي شبكه‌ي گازرساني خواهد بود، كه آتش‌سوزي‌هاي مهيبي را به دنبال خواهد داشت و خسارات ناشي از آن به مراتب بيش از خود زلزله خواهد بود.

بنابراين بهتر است اتصالات و لوله‌هاي گاز شهري، به وسيله‌ي آزمايش‌هاي خاص كنترل شوند و هنگام اجرا از افراد باتجربه استفاده گردد. همچنين بايد به متصريان شركت گاز آموزش‌هاي لازم مبني بر اينكه هنگام وقوع زمين‌لرزه چه اقداماتي را انجام دهند تا از وقوع خطرهاي احتمالي جلوگيري گردد.

همچنين در بيرون از شهرهايي كه داراي سيستم گازرساني هستند و همچنين در شهر ميانه يك مخزن تغذيه‌ي گاز و منبعي كه اين گاز وارد شبكه‌ي گازرساني شهر مي‌كند، وجود دارد كه بعد از وقوع زلزاه، اكيپ امداد گاز فوراً به محل اعزام شده و سيستم گاز شهر را قطع كرده و بعد از انجام اين كار تمامي گازهاي موجود در علمك‌هاي كنار منازل و مغازه‌ها خالي شده و احتمال آتش‌سوزي و انفجار و آسيب‌ديدن سيستم كمتر مي‌شود.

مخاطرات طبيعي چيست؟
براي اينكه با مخاطرات طبيعي آشنا شويم، ابتدا لازم است كه اسامي آنها را بيان كنيم. بنابراين زلزله، آتش‌فشان، سيل، بهمن، برف يا سنگ، ساعقه، خشكسالي، سوفان، تگرگ،‌ امواج شديد دريايي، هجوم ملخ و بسياري از اين قبيل را مي‌توانيم نام ببريم. گاهي انواع مخاطرات طبيعي را تا حدود ۴۰ مورد نيز ذكر مي‌كنند كه بسياري از آنها در ايران نيز اتفاق مي‌افتد. يكي از راه‌هاي دسته‌بندي مخاطرات طبيعي از نظر علمي، آن است كه محل شكل‌گيري اين حوادث را در نظر بگيريم.

علت وقوع زلزله چيست؟
درون زمين مواد، به صورت مذاب قرار دارند و دماي آنها بسيار زياد است. مي‌دانيم كه پوسته‌ي زمين يكپارچه نيست، بلكه در محل‌هاي معين داراي گسستگي است. در زير اين صفحات ناپيوسته، ماده‌ي سازنده‌ي پوسته‌ِي زمين، حالت پلاستيكي داشته و تا اندازه‌اي خميرمانند است. صفحات مزبور ساكن نيستند بلكه روي ماده خميرمانند زيرين حركت مي‌كنند. اين صفحات مزبور سه نوع حركت دارند:
• يا از هم دور مي‌شوند.

• يا به هم نزديك مي‌شوند.
• يا در امتداد هم مي‌لغزند.

پوسته‌ي قاره‌ها يكپارچه نيستد، بلكه در بخش‌هاي مختلف داراي شكستگي هيتند كه محل اين شكستگي‌ها را گسل مي‌نامند. زلزله زماني اتفاق مي‌افتد كه سنگ‌هاي ناحيه‌اي از پوسته‌ي زمين مقاومت خود را در برابر نيروهايي كه از درون زمين به آنها وارد مي‌آيد،‌ ازدست مي‌دهند و به طور ناگهاني مي‌شكنند و انرژي زيادي آزاد مي‌شود. براي اندازه‌گيري ميزان خسارت زلزله (شدت) و همچنين مقدار انرژي كه زلزله آزاد مي‌كند (بزرگي) از دو مقياس استفاده مي‌كنند كه به نام ريشتر و مركالي معروف است.
چارلز فرانسيس ريشتر، ‌دانشمند آمريكايي كه مطالعات زيادي در زمينه لرزه‌شناسي و زلزله دارد، جدولي را در مورد طبقه‌بندي ارائه داده است كه در آن بزرگي زلزله با عددهايي از ۱ تا ۹ مشخص شده است. زمين‌لرزه‌ها را بر مبناي آن به واحد ريشتر بيان مي‌كنند. بر اساس اين جدول، زمين‌لرزه‌اي به بزرگي ۱ در مقياس ريشتر برابر است با انرژي حاصل از انفجار ۱۷۰ گرم تي‌ان‌تي كه فقط بوسيله‌ي لرزه‌نگارهاي حساس ثبت مي‌شود.

در مقياس ريشتر به ازاي افزايش هر عدد، شدت زلزله ۳۱ بار بيشتر از رتبه قبلي آن خواهد بود. براي مثال، زمين‌لرزه‌اي به بزرگي ۳ در مقياس ريشتر ۳۱*۳۱ بار شديدتر از زلزله‌اي با بزرگي ۱ ريشتر است. به اين ترتيب وقتي بزرگي زلزله‌اي ۹ ريشتر باشد، قدرت آن برابر با انرژي حاصل از انفجار ۱۵۰ ميليون تن تي‌ان‌تي است. البته تا كنون زلزله‌اي به اين شدت در طول حيات انسان اتفاق نيافتاده است. زمين‌لرزه‌ شهريور ۱۳۵۷ در طبس در حدود ۴/۷ ريشتر بود.

 

پراكندگي زلزله‌ها در سطح كره‌ي زمين
۱٫ كمربند كوهستاني آلپ ـ هيماليا
۲٫ كمربند اطراف اقيانوس آرام
۳٫ كمربند مياني اقيانوس اطلس

قبل از وقوع زلزله چه اتفاقي مي‌افتد؟
شايد اگر از بزرگتر‌ها اين سوال را بپرسيد،‌ پاسخ مي‌دهند كه در چنين زماني حيوانات متوحش مي‌شوند. علت اين امر نيز تفاوت در حساسيت حواس جانواران نسبت به انسان است. اما امروز با استفاده از وسايل پيشرفته انسان نيز مي‌تواند بسياري از علائم را در هنگام وقوع اح

مالي زلزله دريافت كند.
بعضي از اين علائم پيش‌بيني شده عبارتند از:
۱٫ كاهش لرزش‌هاي كوچك زمين در محل‌هاي مستعد زمين
۲٫ تغيير در مقاومت الكتريكي پوسته زمين در محل گسل‌ها
۳٫ تغيير در سطح آب چاه‌ها
۴٫ بيشترشدن فاصله‌ِي پوسته‌ي زمين در محل شكستگي و گسل‌ها

بعد از وقوع زلزله چه اتفاقي مي‌افتد؟
آنچه در اغلب زلزله‌ها سبب خسارت مي‌شود و تلفات انساني را بيشتر مي‌كند، تنها ويراني ناشي از خود زلزله نيست، بلكه مشكلاتي است كه پس از وقوع زلزله رخ مي‌دهد. مانند آتش‌سوزي‌ها، انفجار لوله‌هاي گاز، لغزش‌هاي زمين، پس‌لرزه‌ها، اتصال كابل‌هاي برق و … گاهي تلفات بيشتري به بار مي‌آورند.

چه موقع حوادث طبيعي اثرات مفيد برجاي مي‌گذرانند؟
ممكن است حوادث طبيعي موجب بهبود زندگي انسان‌ها شود؟ آيا انسان نقشي در تشديد حوادث طبيعي دارد؟ اگر بدانيم كه بهترين‌ زمين‌هاي كشاورزي، زمين‌هايي هستند كه داراي رسوبات سيلابي رودخانه‌ها هستند و يا بهترين ماده براي تقويت زمين‌هاي كشاورزي خاكستر آتشفشاني است، مطمئن مي‌شويم كه حوادث طبيعي گاه به بهبود زندگي انسان كمك مي‌كند!

گاهي فوران مواد مذاب، سبب تقويت زمين‌هاي كشاورزي مي‌شود. گاهي نفوذ زبانه‌هايي از مواد مذاب بع مسير يك رود، باعث ايجاد يك سد طبيعي شده و درياچه‌ي پشت آن، محيط جديد را براي موجودات زنده فراهم مي‌آورد. لغزش دامنه يك كوه به مسير يك رود ممكن است همين نقش را ايفاء نمايد. در اين صورت مخاطرات طبيعي گاهي به بهبود شرايط زندگي انسان‌ها كمك كرده است.

چه موقع حوادث طبيعي، مخاطرات طبيعي ناميده مي‌شوند؟

همه حوادث طبيعي را نمي‌توانيم به خطر طبيعي بشناسيم. فقط زماني مي‌توان آن را خطر محسوب نمود كه موجب خسارت‌هاي جاني و مالي به انسان‌هاي ساكن در آن محل شوند. انسان در تشديد حوادث طبيعي دخالت دارد . اگرچه در ايجاد پاره‌اي از حوادث طبيعي نظيز آتشفشان ذخالت جنداني ندارند، اما ممكن است با دستكاري طبيعت موجب بروز آن شود.