橫波不能在液體中傳播,地下有水層,照理說應該直接被阻斷了,為什麼還能傳到上面來引起建築破壞?地震橫波在由下往上傳遞的時候為什麼沒有受到地下水層的影響?


  • 可以,有條件!手機答題,有空編輯。
  • 前面幾條幾個回答中有對的,也有不合理的。@大衛de理想給的簡化模型有問題,水不傳遞剪切波是公認的,對於您說的蓋子的移動恐怕有也只是相對位移,慣性力是要考慮的。縱波會導致蓋子上下波動,如果有位移,確定不是蓋子碰到了側壁導致的?模型本身不合理,因為水平土場地可以認為是半無限空間體,震源來自於下部基岩,不是側壁,而模型中杯子側壁本身就是另一種震源,那這裡面波的疊加與折射是另一種情況了。您的模型,更適合於模擬整個四川盆地的超大規模地震的縮尺簡化模型。

  • @白雲龍@YuKi意思對了,還差點沒透。

    地震剪應力相對於土單元是偏應力,土力學中偏應力由土骨架承受。放解答:土力學中最經典理論之一就是———有效應力原理。題主的含水層,指的也可以理解為飽水層,即土的孔隙全部由水填滿。當土固結完成後,超靜孔隙水壓力消散,水壓只是靜水壓,地層的應力與附加應力由土骨架承擔。因此當地震動來臨時,土骨架是傳力介質,因此地震動可以傳遞。題主如果是非專業的話「地震波從土骨架傳遞,不走水」應該能說明白了。 舉個例子,一個湖泊中,從湖底長了一棵大榕樹,那麼老天爺晃了一下大地,問:榕樹的樹梢晃不晃? 必晃!

  • 建議題主瞭解一下砂土液化,和所謂的「液化減震」。砂土液化,狹義上,不排水條件下,飽和的砂土層再受到地震剪應力的作用下,土顆粒有變密實的趨勢,但是排水受阻,水受到壓縮的作用,產生超靜孔隙水壓力,土顆粒的有效應力下降,當有效應力等於0時,土顆粒在水中呈現「懸浮」狀態,土體發生液化,喪失承載力。—————直白說「土由固態變得像水一樣」
  • 那麼液化作為一個地震的次生災害,是造成損失的,但是歷史的地震中,比如唐山地震,比如海城地震都出現過液化場地,建築損傷更小的情況,於是有了「液化減震」的認識(特別說明,這個現象不絕對的,比如造成不均勻沉降,樓的整體傾斜傾倒也是有的)。「液化減震」的原理就是————液體不傳遞剪切波!

因此土中水不傳遞地震剪切波是可以實現的,但是!先把土的有效應力降到零!先把土的骨架「弄碎」再說。

  • 如果是承壓水層,土的有效應力也是存在的,但是小。所以如果遇到自噴泉的地方,倒是可能會存在地震動剪切波被阻隔的情況。
  • 強調一點,地震動剪切波被阻隔未必是保護了建築物和財產安全。 下圖是一張砂土液化導致的樓房整體傾覆的情況,很經典,從百度下載來的。砂土液化了,滿足題主地震剪應力傳遞不上來的情況,可是,樓也廢了。

液化導致樓房傾覆

  • 前面的回答都是實際場地中的情況,理想條件下,即使是純水層也是可以使剪切波從無到有的。因為這裡要考慮波在介質突變處的折射與反射以及疊加。波動理論@神答應你已經說的很明白了。

這裡有一點疑問:如果該理想模型,僅僅施加剪切波...應該是真的不會傳遞了吧?

最後科普一點:在地震工程中,一般不說「地震波」,而是「地震動」。因為,地震是一種能量的釋放,地震波是地震能量擴散的一種方式,但不全面。所以本問題的關鍵詞有誤。


首先,液體確實不能傳播橫波,這一點題主理解的沒有問題。

但是,即使下面是純水層,並非空隙,水層也是不能阻止橫波的。比如從上到下依次有ABC三種地層,AC層為純粹的固體地層,B為純水層。那麼地震波由C傳入B時,橫波消失,此時在B層中傳播的只有縱波,接下來,地震波(只有縱波)由B傳入A時,不好意思,橫波又出現了。題主你的假設,崩塌了。

因為橫波不能在液體中傳播的根本原因在於液體不能承受剪切力╮(╯_╰)╭而固體介質有,就會出現轉換波的情況。

水平情況下,縱波入射時,界面會產生反射縱波,折射縱波,反射轉換SV波和折射轉換SV波。

註:SV波,橫波的一種,具體不再詳述。

以上表述,只是按照題主描述假設的簡單模型,做的一個極其粗糙的解釋。

實際上,地球介質通常可以認為是均勻和連續的,因為這裡討論的地震波,其波長一般大於數百米以至數千米,岩石與地層非連續性,並不會影響地震波的傳播。


水層不傳播橫波,確實。但水層也不能是單純的水層,我們生活的地面不是跟在船上一樣啊。我學的是油氣地質,老師告訴我們,地下的流體,比如水啦石油啦天然氣啦,都是存在於岩石的孔隙裡面的。直白一點,就跟海綿浸了水一樣,你可以拿一塊浸水的海綿試試,晃下面,上面不會不動的。水層要是單純的全是水,我們早都成 了


水層是指孔隙度,含水量高的地層……

所以「水層」,實際是像吸了水的海綿,像湖泊一樣的一灘水是不存在的……(但是地下暗河還是存在的)


兄弟,有個概念瞭解下。水層,不是純水,是含水地層,含水量再高,岩石礦物還是佔多數的。


題主的意思是我們腳下的大地是漂在水面上的咯?我很欣賞你的腦迴路(微笑)


除開岩土工程不談,地震波在界面之間是可以轉換的。另外,面波相對體波更高的振幅也是讓地表上部結構破壞的重要因素。

應該是地下水層不是連續性的,就好比一碗水上放個蓋子,蓋子上放個瓶蓋,你晃動碗底,上面的蓋子肯定一樣晃動,況且地震波中縱波不受液體影響,可以直接傳遞到地表。


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