Földrengések hatása a talajviszonyokra

A földrengések kipattanása során az épületekben okozott károk nagy részét a szeizmikus hullámok által keltett, a tartószerkezetekben ébredő nyíróerők okozzák. Emellett azonban komoly károk keletkezhetnek a talajviszonyok megváltozása miatt is.

A földrengések nagy része a földkéregben, néhány vagy néhányszor tíz kilométer mélységben keletkezik. Sok esetben a kéregben található törésvonal mentén történő elmozdulás láthatatlan marad a felszínen, nagyobb rengéseknél azonban jelentkezik a felszíni talajrétegekben is. Ha ez egy épületet, vagy valamilyen más szerkezetet harántol, akkor annak összeomlását okozhatja.

Törésvonal fölé épült hídszerkezet összeomlása az 1999. szeptember 21-én Taiwanon kipattant földrengés során. (foto: Bardet és Bay, az EERI engedélyével)

Az ilyen típusú elmozdulások miatt bekövetkezett károk azonban ritkán fordulnak elő. A talajviszonyok azonban megváltozhatnak a szeizmikus hullámok erős rázó hatása miatt is. Hegyvidéki területeken például a rengés az erózió miatt már eleve meglazult kőzetek leomlását, vagy az esővízzel átitatott, átázott talajrétegek lecsúszását, földcsuszamlást okozhatnak.

A 2001. január 13-án El Salvadorban kipattant (M=7,6) földrengés sok házat maga alá temető nagy földcsuszamlást okozott. (foto: Edvin L. Harp, az USGS engedélyével)

A hosszan tartó erős mozgások a vizes laza szemcsés talajok szilárdságának elvesztését, folyadékszerű viselkedését, az ún. talajfolyósodást idézhetik elő. A jelenség oka az, hogy az erős rázkódás hatására a laza szemcsés anyag tömörödni kezd. Ekkor a benne levő hézagok térfogata lecsökken, ami miatt a benne levő víz nyomása - ha nem tud valahová elfolyni - megnő. Ha a pórusvíz nyomása eléri a fölötte levő talajrétegek nyomását, akkor ez az anyag úgy kezd el viselkedni, mint egy viszkózus folyadék, elveszíti teherhordó szilárdságát, és korlátlanul deformálódhat.
Lejtős terepen már néhány fokos lejtőnél is előfordulhat, hogy ha egy felszín alatti talajrétegben következik be az elfolyósodás, akkor a gravitációs erő miatt a felszíni, nem elfolyósodott rétegek elmozdulnak lefelé, a lejtő irányába esetleg több vagy több tíz métert is megtéve. A mozgás már nagyon enyhe (egy fok alatti) lejtőknél is megindulhat, károsítva a csővezetékeket, közműveket, sekély alapozású szerkezeteket.

Elfolyósodás miatt beekövetkezett lejtő irányú elmozdulások (foto: Loma Prieta Collection, az EERC engedélyével)

Elfolyósodás bekövetkezésekor a talaj elveszíti teherhordó szilárdságát, ezért, ha egy épület alapozása ilyen rétegben található, a rengés annak kiemelkedését, süllyedését vagy felborulását okozhatja.

A Törökországban 1999. augusztus 17-én kipattant földrengés során felborult, szerkezetileg épen maradt épület. (foto: O'Rourke)

A talajfolyósodást sík területen jellegzetes kísérőjelenségek, hasadékok megnyílása és bezáródása a felszínen, homok kilövellések, iszapvulkánok jelzik.

Talajfolyósodásra utaló homok kilövellések nyomai (foto: Loma Prieta Collection, EERC engedélyével)

A jelenség nemcsak nagy, hanem közepes rengéseknél is (kb. 5,5 magnitúdó felett) előfordulhat. Magyarországon a történelmi feljegyzések több alkalommal írnak le elfolyósodással kapcsolatos jelenségeket (Komárom 1763, Mór 1810, Érmellék 1834, Kecskemét 1911, Dunaharaszti 1956)