ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сейсмические приборы и аппаратура, используемые при регистрации цунами — Меры защиты от цунами из "Сейсмические морские волны цунами " Ниже рассмотрен основной принцип работы сейсмографа и приводятся сведения о некоторых усовершенствованиях этого прибора, предложенных в последние годы. В основном эти данные взяты из работ Рихтера [555] и Ходжсона [236]. Хотя во время распространения сейсмические волны теряют большую часть энергии, их все же можно зафиксировать с помощью чувствительного прибора, называемого сейсмометром. Если сейсмометр снабжен записывающей системой, то его называют сейсмографом. Таким образом, сейсмограф — это прибор, регистрирующий характер движения коры Земли, вызванного землетрясением или каким-нибудь другим возмущением. В наиболее общем случае движение состоит из сдвига, скручивания, вращения и деформации. Нз указанных видов движения нас будет интересовать сдвиг, вызванный отдаленным землетрясением, и эффекты вращения, которые могут играть важную роль ЛИШЬ вблизи эпицентра [99]. [c.319] По-видимому, первые сейсмографы появились в Китае в 132 г. Они состояли из кольца, по которому располагались пасти-драконов, держащие шары. При землетрясении в зависимости от направления движения тот или иной шар падал в пасть дракона. К середине 19-го столетия в Италии были созданы сейсмографы, которые отмечали время землетрясения на вращающемся барабане хронографа. Современные сейсмографы, основанные на принципе действия маятника, были разработаны в Японии примерно в 1880 г., затем появились в Италии, а еще позднее в других странах Европы. [c.319] Принципиальная схема горизонтального маятника показана на рис. 6.1. Тяжелый груз М удерживается в начальном положении с помощью проволоки АМ и жесткой опоры МВ, вращающейся в точке В. А В — соответственно точки около вершины и основы вертикальной стойки АВ [236]. Укрепив вертикальную стойку в бетонное основание на земле, мы получим сейсмометр. При землетрясении основание и вертикальная стойка будут двигаться под действием приходящей сейсмической волны. Однако при нулевом трении в точке В груз М в силу инерции будет стремиться сохранить свое первоначальное положение. Таким образом, движение груза М относительно основания можно рассматривать как сигнал землетрясения для этого сейсмометра. [c.320] Для практического использования необходимо было внести некоторые усовершенствования в эту простую систему. Колебание маятника, начавшись будет продолжаться и через некоторое время перестанет быть связанным с действительным движением Земли. Поэтому после записи первоначального смещения почвы маятник следует остановить. Есть несколько способов достичь этого. Например, установить на опоре МВ лопасть, которая будет двигаться в емкости, заполненной маслом. В этом случае движение маятника быстро затухает. Можно также укрепить на опоре МВ пластину, которая будет двигаться между полюсами магнита. Такое движение вызывает вихревые токи Фуко в пластине, которые противодействуют движению маятника и таким образом приводят его в состояние покоя. [c.320] Для определения времени землетрясения необходимо знать время подхода различных волн к станции. Для этого на ленте разбивается временной масштаб в виде минутных отметок. Так как временные засечки должны производиться с большой точностью, в настоящее время приборы снабжены кварцевыми часами. Место установки сейсмографа следует определять особенно тщательно в связи с тем, что внешние факторы типа микросейсм могут искажать запись. Рекомендуется устанавливать сейсмограф в скальной породе, а не в рыхлом грунте. [c.321] Чтобы описать движение типа сдвига (поступательное), вызываемое землетрясением, необходимо измерить три его составляющие широтную (западную—восточную), долготную (северную—южную) и вертикальную. Поэтому на сейсмических станциях устанавливается комплект сейсмографов два горизонтальных и один вертикальный. [c.321] При затухании колебания свободный период т изменяется и становится равным т// (/ — константа, которая удовлетворяет отношению Л2- -/2=1, где к — постоянная прибора). Для определения периода т гасящий элемент прибора снимается и время свободных колебаний определяется без него. Может определяться и период затухающего колебания. В этом случае вносится соответствующая поправка. Хотя для описания затухания можно было бы использовать постоянную прибора /г, на практике пользуются другой постоянной величиной 8, которая связана с величиной к соотношением Таким образом, величина 8 представляет собой отношение двух последовательных размахов (противоположных по направлению) при движении, определяемом соотношением /124-/2= . [c.322] Понятие статического усиления прибора V можно пояснить следующим образом. Примем за период гармонического колебания грунта величину Г, а за амплитуду этого колебания величину А. Тогда, если маятник колеблется с периодом Т и амплитудой В, на сейсмограмме кривая будет иметь период Г, а амплитуду УВ. [c.322] До начала 20-х годов основное, к чему стремились конструкторы сейсмографов, сводилось к удлинению периода маятника, чтобы динамическое усиление было почти равномерным. [c.322] В соответствии с формулой Г=2яУL/g маятник с периодом 10 с должен был иметь огромную длину — 25 м. В сейсмографе Милна—Шоу период в 12 с достигался прибором, в котором лишь небольшая часть силы тяжести использовалась для регулирования горизонтального маятника. Восстанавливающая сила обратного маятника создается пружинами, удерживающими тяжелую массу в равновесии на остром жестком ребре. Запись производилась фотографическим путем. Сейсмограф весом 22,353 кг был создан в Цюрихе [555]. В действительности небольшие торсионные (крутильные) сейсмометры, разработанные Андерсоном и Вудом в 1922 г., оказались более эффективными, чем такие громадные сейсмографы. [c.322] Нагумо и другие [472] дали детальное описание этого донного сейсмографа, а в работе Кишинойе [325] приведены сведения о его модификации. Усовершенствованный сейсмограф позволяет записывать не только вертикальные движения морского дна, но и другие компоненты движения (широтную и долготную). [c.323] Вопросы изучения цунами с помощью аэрологии и связанные с этим проблемы будут рассмотрены в соответствующих разделах. Здесь мы остановимся лишь на кратком описании некоторых микробарографов, которые можно использовать для записи флуктуаций давления в атмосфере, вызываемых любым возмущением. [c.324] Адамс упоминает также о наблюдаемом аномальном поведении рыб за несколько часов до землетрясения и цунами 1933 г. и приводит два примера поедание донных диатомовых водорослей поверхностной рыбой и необычная миграция глубоководных рыб. [c.326] Очевидно, что не существует надежного метода полной защиты от разрушений, которые приносит цунами. В некоторой степени от разрушительных волн могут защитить волноломы. Существует богатая литература, посвященная различным видам волноломов для защиты от короткопериодных волн, но здесь мы не будем останавливаться на этом вопросе. [c.326] В нижней части стенки давление максимальное, вверх оно линейно уменьшается до нуля на высоте 1,5/). [c.328] Вернуться к основной статье