الظواهر الفيزيائية التي تُضخم الأضرار الأرضية

الظواهر الفيزيائية التي تُضخم الأضرار الأرضية

إن مواضع الأرض هي من أكثر الأحداث تدميرا، حيث يمكن أن تتفاعل المباني، وتمزق خطوط الحياة، وإعادة تشكيل المناظر الطبيعية بأكملها في ثوان، وفي حين أن حجم الزلزال هو المحرك الرئيسي لحجم الطاقة التي يتم إطلاقها، فإن الضرر الفعلي على الأرض يؤثر تأثيرا كبيرا على السمات المادية المحلية، ويمكن أن تشهد مبانتان من البناء المتطابق نتائج مختلفة كثيرا إذا ما كانتا موجودة في أنواع مختلفة من التربة أو في مختلف المواقع الطبوغرافية.

الآثار الجيولوجية التي تؤثر على الأضرار السيزمية

ولعل الجيولوجيا الأساسية للموقع هي أهم عامل يتحكم في شعور الزلازل على السطح، إذ أن الأمواج السيزمية تسافر بسرعة مختلفة من خلال مواد مختلفة، وبعض الظروف الجيولوجية يمكن أن تضاعف بشدة من حدة الهزات، كما أن الملامح الجيولوجية الأكثر أهمية التي تسهم في تضخيم أضرار الزلازل.

تكوين التربة وتضخيمها

وقد تعرضت التربة، والتربة غير المدمجة مثل الرمل والسيل والفولاذ المصطنع للموجات السيزمية أكثر بكثير من الصخرة الصلبة، وذلك لأن التربة الناعمة تقل فيها سرعة الموجات المميتة، مما يؤدي إلى تباطؤ في التر وزيادة في حجمها حيث تنتقل من أعمق وصخرة إلى سطحها، كما أن تأثيرها مماثل لكيفية حدوث صدع في الزلازل في بقعة.

سوء التصرف والفشل الأرضي

ويحدث التردّد في التربة الرطبة غير المشبع، حيث تخسر التربة الرطبة قوةً أثناء الركود الشديد، وعندما يرتفع ضغط المياه بين أحبوب التربة إلى نقطة تفقد فيها الحبوب الاتصال ببعضها البعض، فإن الأرض تتصرف على نحو ما هو سوائل وليس صلباً، ويمكن للبنات أن تغرق أو تنهار حتى عندما تفشل التربة.

الحوض الرسوبي وقطع الموجات

The deep sedimentary basins often produce the most extreme shaking amplification, these are large depressions in the bedrock filled with layers of soil and sediment over millions of years. During anزل, seism waves enter the basin from below and become trapped within the soft basins and the bedrock floor. This can cause prolonged shaking that lasts much longer than on rock generation

التأشيرات الطبوغرافية وكميات الأرض

وفيما عدا ما يقع تحت الأرض، فإن شكل سطح الأرض نفسه يمكن أن يغير بشكل كبير سلوك الموجات السيزمية، والتلال، والجريدس، والوادي، وكل مناظر الاستجابة بشكل مختلف للموجات القادمة، وهذه الآثار الطبوغرافية يمكن أن تكون ذات أهمية كأثرات التربة في بعض الحالات، وقد أصبح المهندسون والجيولوجيون الآن نموذجا روتينيا لهذه السمات لتنقية تقديرات المخاطر لمواقع محددة.

Slope Instability and Landslides

The Steep sloptlopes are inherently unstable, and the additional forces fromزل shaking can trigger catastrophic landslides. The shaking increases the gravitational driving forces on a slope while concur reducing the shear strength of the soil or rock mass. This can cause large volumes of material to move rapidly downhill, destroying everything in their path.

تطهير وتلقاطب

وتميل المحركات والتلال إلى تضخم الزلازل مقارنة بالأرض المسطحة في نفس الارتفاع، حيث أن الموجات السيزمية تركز على المرتفعات الطبوغرافية، كما أن موجات المحيطات تركز على أرض رئيسية، وقد تبين أن الآثار المترتبة على التلال التي لها جانب ضيق من الإبداع والثقوب، حيث تؤدي هذه المسافات إلى تدخل بناء في موجات الزلازل.

آثار الوادي والحوض

كما أن الوادي والزبال يمكن أن تتضخم من خلال التركيز على موجات الزلازل ورسمها، وعندما يتم ملء الوادي بالرواسب اللينة، فإن الجمع بين التركيز الطوبوغرافية وضخ التربة يمكن أن ينتج عن ذلك تحركات أرضية شديدة، كما أن شكل وعمق تأثير الوادي الذي تتضخم فيه الترددات الملوحة، قد يؤدي إلى حدوث أضرار في المناطق التي ترتفع فيها موجات الزلزال.

بناء البيئة والرسوم الحضرية

وفي حين أن السمات الطبيعية تؤدي دوراً كبيراً في أضرار الزلازل، فإن البيئة المبنية نفسها يمكن أن تضاعف أيضاً آثار الهز، حيث إن كثافة المباني والهياكل الأساسية وتصميمها وتصميمها تحدد كيفية نقل الطاقة وتركيزها خلال حدث زلزالي، وفي كثير من المناطق الحضرية، أدت التعديلات البشرية على المشهد إلى نشوء ظروف تزيد من الضعف.

تصميم المباني ونوعية التشييد

إن المباني المصممة أو المصممة بطريقة سيئة هي أكبر سبب من الإصابات الناجمة عن الزلازل، كما أن المباني غير المقوى التي تفتقر إلى تعزيزات الصلب في جدرانها، معرضة للخطر بصفة خاصة لأن أنواعها من الموصلات الصغيرة قد تفشل فجأة في الماشية، كما أن العديد من المباني القديمة في مراكز الانهيار التاريخي في أنحاء العالم تنهار في هذه الفئة.

أوجه الضعف في الهياكل الأساسية

كما أن الجسور والمسافات والأنفاق والأنابيب وخطوط الكهرباء تشكل النظام العصبي للحضارة الحديثة، وهي عرضة بشدة للضرر في الزلازل، وتعاني الجسور من الضعف بوجه خاص لأنها تضرب عقبات وتبنى في كثير من الأحيان على التربة الناعمة أو على خطوط المياه القريبة، وقد تسبب ارتفاع عدد المحركات التي تصيبها الأمطار في عام 1989 في انهيار قناة سيبريبست في أوكلاند، وهي ممرات ذات مضاعفة.

الكثافة والعيون في المناطق الحضرية

فبيئة حضرية عالية الكثافة تخلق مجموعة من المخاطر الخاصة بها، وعندما تجهز المباني بشكل وثيق، فإنها يمكن أن تضرب بعضها البعض أثناء الهز، مما يتسبب في أضرار إضافية لا تحدث إذا كانت معزولة، كما أن عدم كفاية الفصل بين المباني يشكل عاملا مساهما في العديد من الكوارث التي تصيب المناطق الحضرية، وقد تُعوق الشوارع بفعل الحطام، وتعرقل الاستجابة لحالات الطوارئ، والإجلاء، كما أن مجموعات كبيرة من المباني الضعيفة يمكن أن تُحدث آثاراً إضافية على المباني.

استراتيجيات التخفيف والتخطيط

ولا يكون فهم السمات المادية التي تضخم الأضرار الناجمة عن الزلزال مفيداً إلا إذا أدت هذه المعرفة إلى اتخاذ إجراءات، وتتراوح استراتيجيات التخفيف من آثار البناء الفردية مع سياسات استخدام الأراضي على الصعيد الإقليمي، وتعتمد جميعها على تقييم دقيق للمخاطر، وتدمج النهج الأكثر فعالية في التخطيط الجيولوجي والهندسي والحضري في إطار شامل لمرونة الأراضي.

رموز البناء السيزمي

وترمي مدونات البناء الحديثة إلى ضمان أن تكون الهياكل قادرة على الصمود المتوقع للارتحال دون انهيار، وتستند هذه الرموز إلى خرائط الخطر التي تتضمن تضخ التربة، وآثار الأحواض، والسمات الطبوغرافية، وتشير مدونة المباني الدولية إلى أحكام التصميم الزلزالي التي وضعتها الجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين، والتي تتطلب إجراء تحقيقات في مواقع محددة في مجال الزلازل، وذلك من أجل هياكل كبيرة أو حرجة، كما تحدد المباني التي تم تشييدها مؤخراً للتصميمات.

سياسات استخدام الأراضي

إن التخطيط لاستخدام الأراضي هو أحد أقوى الأدوات للحد من مخاطر الزلازل، لأنه يمكن أن يحول دون التنمية في المناطق الأكثر خطورة، إذ أن أوامر الزوال التي تقيد البناء على المنحدرات الشديدة، والتربة الناعمة، وفيضانات يمكن أن تتجنب الكثير من آثار التوسع التي نوقشت أعلاه، وفي بعض المناطق، تُرسم مناطق الخطر المانعة للتكرار وتُعتبر بحاجة إلى تحقيق زراعيي خاص قبل إصدار أي تصريح للبناء.

إعادة الملاءمة والحلول الهندسية

أما بالنسبة للمباني والهياكل الأساسية القائمة التي لا يمكن نقلها، فإن إعادة استخدامها هي استراتيجية التخفيف الأولية، وتشمل التقنيات إضافة جدران مائية أو براقص فولاذية لتحسين القوة الأفقية، وإدخال موصلات أساسية لفك الشقوق، ووضع الأعمدة التي تحتوي على سترات متعددة الألياف لتحسين التخصيب، كما أن الجسور التي تصلح للاختلالات يمكن أن تنطوي على تعزيز أساليب الاستبدال.

وفي الختام، فإن الخصائص المادية التي تضخ أضراراً بالزلازل متنوعة ومتشابكة، فالتربات الطفيفة والأحواض الرسوبية والمنحدرات المغلقة التي يمكن أن تُحدثها الختانات، والفشل الأرضي، وتحول الأحداث المعتدلة إلى كوارث كبرى، وتزيد البيئة المبنية من حدة هذه الآثار من خلال أنواع البناء الضعيفة، والضعف في البنية التحتية، والتصميمات الحضرية العالية الكثافة.