Sức mạnh động đất được đánh giá theo nhiều cách khác nhau. Có thể đánh giá định tính (không có thiết bị đo) và định lượng (có thiết bị đo). Đánh giá định tính có ý nghĩa rất quan trọng đối với các trận động đất đã xảy ra trong quá khứ nhằm xác định các số liệu dùng để phân tích nguy cơ động đất tại một khu vực cụ thể nào đó.
Đối với các trận động đất được ghi lại bằng số liệu đo, đánh giá định tính còn được dùng để bổ sung cho các số liệu đó, từ đó có thể thiết lập được mối quan hệ giữa đánh giá định tính với các số liệu đo.
1. Thang cường độ động đất
-
Dùng để đánh giá sức mạnh động đất theo cách định tính
-
Được lập trên cơ sở các mức độ phá hoại của các công trình xây dựng lẫn bề mặt đất và phản ứng của con người khi chịu các chấn động động đất
-
Thang cường độ động đất mang yếu tố chủ quan, phụ thuộc vào tính chất của môi trường tự nhiên, chất lượng công trình xây dựng, mật độ dân cư, mức độ quen thuộc của con người đối với tác động động đất.
-
-
Cấp động đất được ký hiệu bằng chữ số La Mã với mỗi cấp độ tương ứng với một mô tả định tính các hậu quả do động đất gây ra.
1.1. Thang cường độ động đất Mercalli sửa đổi (thang MM)
Trên cơ sở thang cường độ Rossi-Forel (1883) có 10 cấp, năm 1902 nhà địa chấn học Mercalli đề xuất thang động đất gồm 12 cấp mang tên thang Mercalli.
Năm 1931 nhà địa chấn học Hoa Kỳ là H.O Wood và F. Neumann sửa đổi thang này, xếp các tác động phá hoại động đất vào các cấp cường độ động đất phù hợp hơn với kỹ thuật xây dựng hiện đại thời đó, gọi là thang Mercalli sửa đổi (Modified Mercalli – viết tắt là thang MM). Thang này hiện nay sử dụng ở Châu Âu, Bắc Mỹ và các khu vực khác trên thế giới. Thang MM có 12 cấp, cung cấp cho chúng ta hình ảnh chu quan về mức rác động của một trận động đất lên con người, các đồ vật cà công trình xây dựng ... tại một địa điểm cụ thể.
|
Cường độ IMM |
Mô tả tác động động đất |
Gia tốc cực đại gần đúng của đất nền (g) |
|---|---|---|
|
I |
Con người không cảm nhận được, chỉ có các địa chấn kế mới ghi nhận được |
< 0,003 |
|
II |
Một số ít người sống ở các tầng trên của toà nhà cảm nhận được. Các vật treo có thể dao động. |
0,003 – 0,007 |
|
III |
Một số người cảm nhận được hoạt động địa chấn giống như rung động của xe ôtô chạy với tốc độ cao gây ra. Xe ôtô đang đỗ bị dịch chuyển. |
0,007 – 0,015 |
|
IV |
Tất cả mọi người trong nhà cảm nhận được động địa chấn. Người đang ngủ bị thức giấc. Ôtô đang đỗ bị dịch chuyển mạnh. |
0,015 – 0,030 |
|
V |
Tất cả mọi người cảm nhận được hoạt động địa chấn. Đồ đạc và giường ngủ bị lắc. Đồ sứ bị vỡ. Trần thạch cao bị nứt. |
0,003 – 0,070 |
|
VI |
Đa số người hoảng sợ chạy ra khỏi nhà. Chuông kêu, con lắc đồng hồ bị dừng. Trần thạch cao rơi xuống. Ống khói lò sưởi bị hư hỏng. Nhà bị hư hỏng nhẹ |
0,070 – 0,150 |
|
VII |
Tất cả mọi người chạy ra khỏi nhà. Nhà bị hư hỏng tuỳ thuộc chất lượng xây dựng. |
0,150 – 0,300 |
|
VIII |
Tường ngăn bị nứt, khung, tượng, tháp chuông bị đổ. Các vết nứt xuất hiện ở vách đất hoặc ẩm ướt, đất trên núi rơi xuống. Lái xe khó chịu. |
0,150 – 0,300 |
|
IX |
Nhà bị dịch chuyển khỏi móng, bị nứt, bị nghiêng, đa số khung sườn bị đổ. Nền đất bị nứt nẻ ra. Các đường ống ngầm bị vỡ |
0,300 – 0,700 |
|
X |
Nền đất bị trượt. Đường ray bị uốn cong. Các công trình bằng khối xây bị đổ. Mặt đất mở ra |
0,700 – 1,500 |
|
XI |
Cầu bị đổ. Chỉ có những công trình mới xây không bị đổ nhưng bị hư hỏng nặng |
1,500 – 3,000 |
|
XII |
Các công trình do con người tạo ra bị phá huỷ hoàn toàn; địa hình bị thay đổi, các đứt gãy lớn được tạo ra, các sông nhỏ bị đổi dòng |
3,000 – 7,000 |
1.2. Thang cường độ động đất JMA
Năm 1949, cơ quan khí tượng Nhật Bản (Japanese Meteorological Agency – JMA) đề xuất thang cường độ có 8 cấp, được sử dụng cho tới nay. Thang này thường được điều chỉnh sau vài năm sử dụng và gần đây đã bổ sung thêm sự tương quan giữa cấp cường độ và gia tốc nền lớn nhất.
|
Cường độ IJMA |
Mô tả tác động động đất |
|---|---|
|
0 |
Không cảm nhận được nhưng địa chấn kế ghi nhận |
|
I |
Nhẹ, người nhạy cảm hoặc đang nằm nghỉ cảm nhận được |
|
II |
Yếu, đa số người cảm nhận được, cửa kêu lách cách |
|
III |
Rung rõ ràng, vật treo chao lắc, chất lỏng tràn |
|
IV |
Mạnh, vật treo đổ, chất lỏng bắn ra |
|
V |
Rất mạnh, tường nứt, mái lật, kho hàng hư hại |
|
VI |
Thảm hoạ, nhà đổ nát < 30%, đất nứt |
|
VII |
Tàn phá, > 30% nhà gỗ bị đổ |
Mối quan hệ gần đúng giữa thang JMA và MM:
IMM = 0,5 + 1,5 × IJMA
1.3. Thang cường độ động đất MSK-64
Thang cường độ động đất MSK-64 do 03 nhà khoa học Medvedev, Sponhauer và Kanic đề xuất năm 1964. Thang này gồm 12 cấp, sử dụng rộng rãi ở Nga, Đông Âu và Việt Nam… Ngoài việc đánh giá tác động cụ thể lên con người, môi trường và các công trình xây dựng như các thang cường độ động đất trước đó (nhưng chi tiết và cụ thể hơn), thang MSK-64 còn được đánh giá hảm chuyển vị của một con lắc chuẩn hình cầu mô tả chuyển động địa chấn.
Ảnh hưởng của chuyển động tức thời của nền đất đến các công trình xây dựng được biểu thị dưới dạng phổ tác động theo hàm chu kỳ riêng và số gia logarit của lực cản.
Hình 1: Con lắc chuẩn hình cầu đo chuyển động địa chấn
|
Cấp động đất |
Cường độ động đất |
Hậu quả tác động động đất |
||
|---|---|---|---|---|
|
Lên con người |
Lên công trình XD |
Lên môi trường |
||
|
I |
Không đáng kể |
Không cảm nhận được |
|
|
|
II |
Rất nhẹ |
Cảm nhận rất nhẹ |
|
|
|
III |
Nhẹ |
Chủ yếu những người đang nghỉ ngơi mới cảm nhận được |
|
|
|
IV |
Hơi mạnh |
Những người ở trong nhà cảm nhận được |
Kính cửa sổ bị rung |
|
|
V |
Tương đối mạnh |
Những người ở trong và ngoài nhà đều cảm nhận được, nhiều người thức giấc dậy |
Các đồ vật treo đung đưa, các bức tranh treo trên tường có thể dịch chuyển |
|
|
VI |
Mạnh |
Nhiều người hoảng sợ |
Kết cấu bị hư hỏng nhẹ, các vết nứt nhỏ ở lớp trát |
Một vài vết nứt nhỏ trên nền đất ướt |
|
VII |
Rất mạnh |
Nhiều người chạy ra khỏi nhà |
Hư hỏng lớn ở kết cấu, xuất hiện vết nứt ở tường và ống khói |
Đất ở các sườn dốc bị trượt |
|
VIII |
Thiệt hại |
Tất cả mọi người hoảng sợ |
Nhà bị hư hại, xuất hiện vết nứt lớn trong khối xây, tường chắn mái và đầu hồi bị đổ |
Mực nước giếng thay đổi, đường đắp bị trượt |
|
IX |
Thiệt hại lớn |
Sợ hãi |
Nhà bị hư hỏng ở diện rộng, tường và mái bị đổ |
Nền đất bị nứt, bị trượt |
|
X |
Cực kỳ thiệt hại |
Sợ hãi bao trùm |
Nhà bị hư hỏng toàn bộ, nhiều nhà bị đổ |
Bề mặt đất bị thay đổi, xuất hiện nhiều giếng nước mới |
|
XI |
Hủy diệt |
Sợ hãi bao trùm |
Các công trình xây dựng chắc chắn bị hư hỏng nghiêm trọng |
Bề mặt đất bị thay đổi, xuất hiện nhiều giếng nước mới |
|
XII |
Hủy diệt toàn bộ |
Sợ hãi bao trùm |
Nhà và công trình xây dựng khác bị đổ hoàn toàn |
Bề mặt đất bị thay đổi, xuất hiện nhiều giếng nước mới |
Tham khảo ngay khóa khóa học chuyên sâu về tính toán tải trọng động đất tại Vietcons:
https://vietcons.edu.vn/tinh-toan-tai-trong-dong-dat-theo-tcvn-9386-2012
CÁM ƠN QUÝ ĐỘC GIẢ ĐÃ QUAN TÂM VÀ THEO DÕI BÀI VIẾT CỦA VIETCONS.EDU.VN !
Các bạn có thể liên hệ trực tiếp Fanpage (https://www.facebook.com/VietConsEducation) của trung tâm để đặt câu hỏi. Chúng tôi sẽ giải đáp thêm cho bạn.
Quét mã QR
