日本开展地震对土壤影响研究
时间:2017-12-08

  日本地震对土壤的影响

  日本3 11这次地震是全球监测最为严重的地震区之一,震级最强,这次自然灾害为科学家们提供了有关9级地震的宝贵罕见数据。获得这些新数据后,表层岩石和土壤对强震的响应是一个重要的研究课题。

  佐治亚理工学院的科学家们从多个测站获得的数据发现地震削弱了地表以下材料的70%,地壳顶部的土壤非线性响应模式有助于理解地表下深层的深层振动传递到房屋,桥梁等建筑物。

  了解地震对土壤的影响以及为工程师和建筑师设计未来的建筑物来处理这种大规模地震加速度的承载能力是非常重要的。这些信息也将有助于地震学家开发新的模式,以预测这些罕见和非常强大的灾难的影响。

  佐治亚理工大学地球与大气科学学院的副教授彭志刚认为,由于这次地震所产生的地震加速到地球引力的三倍,土壤强度的非线性程度是有史以来最大的拉。

  彭教​​授和他的研究生是第一批研究高质量地震仪记录的科学家,也是日本强震网络KIK-Net的一部分,天文台表面上有加速度计,深基岩井眼。研究人员从六个台站的表层土和基岩的强烈的速度对比研究中选择了所需的数据。

  在这项研究中,他们试图通过研究土壤非线性与地面峰值加速度(PGA)之间的关系来了解受控土壤响应的参数。运动加速度数据可以从基岩上的传感器和表面传感器获得。通过比较这两个数据,他们可以研究地震如何改变土壤的性质。研究人员计算了每个地点测得的每对光谱数据的比值,然后根据不同地点的不同PGA条件下土壤响应的动态变化。

  震动强烈时,土体的剪切系数降低约70%。一般情况下,地表附近存在土壤和几层沉积岩,其下方是比表层更坚固的基岩,当土层顶部能够增强地震波时。来自土壤的非线性反应是不常见的,尽管它们很少依赖它们的组成,但在其他地震预测(例如加利福尼亚州和土耳其)中已经发现了类似但较小的影响。地球浅部上地壳由罕见的土壤类型,砾石,粘土颗粒和沉积层较大的岩石组成。

  3 11地震时间极长,发生范围广,强度变化特别大,为有兴趣的研究非线性土壤反应的科学家提供了前所未有的数据集。除了最强冲击的直接影响之外,研究人员对地震后土壤如何恢复其功能感兴趣。恢复时间从2年到几年。 (马汉青)

  “中国科学”(2012-01-19 A2国际)