Проблемы сейсмического районирования и микрорайонирования

Разработкой вопросов сейсмического районирования и микрорайонирования территорий в инженерно-геологических целях занимались многие ученые, в том числе А.С.Алешин (1980, 2003, 2004), И.И.Бархатов (1982), А.Н.Вахтанова (1970), А.А.Гусев (2002), А.Д.Жигалин, Е.В.Кайль, А.Д.Кожевников (2004), Е.С.Курьян, С.В.Медведев (1962), С.А.Несмеянов (1982, 2004), З.В.Прибыткова, В.С.Саянов (2003, 2004), В.В.Севостьянов (1982), В.П. Солоненко (1979), А.А. Тресков (1963), В.И.Уломов (1997), С.А.Федоров (1982), Н.А. Флоренсов, Б.Н.Хованский (1979), Г.А.Шмидт (1982), С.А.Щербинина и др.

Повышение надежности сейсмического райо­нирования продолжает оставаться одной из самых сложных проблем прикладной сейсмологии. Мно­гочисленные примеры несовпадения сейсмологи­ческих расчетов и прогнозов с реальными при­родными условиями можно привести по всем ре­гионам мира. Причина ошибок сейсмического районирования состоит, прежде всего, в том, что оно базируется на неполной информации о сейс­мичности и сейсмотектонике территории, скудном опыте оценок сейсмической опасности и на недос­таточно совершенных методологических позициях. Поэтому одной из главных практических задач сейсмологических исследований является созда­ние на новой методологической сейсмологичес­кой и геолого-геофизической основе обновлен­ной карты сейсмического районирования терри­тории Российской Федерации и сопредельных с ней стран (Экогеология России, 2000).

Новая карта призвана официально заменить устаревшую, но используемую в настоящее время карту сейсмического районирования 1978 г. (СР-78), вошедшую в 1981 г. в Строительные нормы и правила (СНиП-П-7-81). Она, подобно своим предшественницам (1937, 1957, 1968 гг.), также не выдержала испытания временем. Начи­ная с 1988 г., практически ежегодно возникали 8-10-балльные землетрясения в зонах, опасность которых на карте СР-78 оказалась заниженной по меньшей мере на 2-3 балла. Это — катастро­фическое Спитакское землетрясение в Армении в 1988 г., унесшее десятки тысяч человеческих жизней, разрушительные Зайсанское землетрясе­ние 1990 г. в Казахстане и Рача-Джавское 1991 г. в Грузии. В 1991 г. аналогичное по величине зем­летрясение случилось в зоне Корякского на­горья. В 1992 г. разрушительное 9-10-балльное Сусамырское землетрясение произошло в 7-8-балльной зоне Кыргызстана. 28 мая 1995 г. на севере о.Сахалин на границе 6- и 7-балльной зон произошло 9-10-балльное Нефтегорское зем­летрясение. Погибло более 2000 человек, состав­лявших две трети населения Нефтегорска. Нефтегорск был полностью разрушен и перестал сущест­вовать как населенный пункт. Высокая магнитуда землетрясения (М), оцениваемая разными мето­дами от 7,2 до 7,6, большая горизонтальная про­тяженность (свыше 50 км) и относительно не­большая глубина очага (от 15-20 км вплоть до зем­ной поверхности), естественно, привели к интен­сивным афтершокам (Экогеология России, 2000).

В 1997 г. под редакцией В.И.Уломова была создана новая карта общего сейсмического районировании (ОСР-97) Северной Евразии. Она включает в себя три карты (карта А, карта В и карта С), отличающиеся вероятностью (соответственно, 10%, 5% и 1%) прогноза для данной территории возникновения того или иного землетрясения.

Существующие карты сейсмического районированияс оконтуриванием конкретных участков с возможным проявлением земле­трясений определенной балльности являются пространственно-прогнозными. Анализ сейсмических, геологических и геофизических данных позволяет заранее наметить те области, где следует ожидать в будущем землетрясения, и оценить их максимальную интенсивность. В этом состоит сущность сейсмического районирования. Выделение сейсмоопасных районов основывается на результатах совместного анализа инструментальных и макросейсмических данных о землетрясениях прошлых лет (интенсивность колебаний на поверхности Земли, пространственное распределение очагов землетрясений, их размеры, магнитуда и энергия землетрясений, повторяемость и т. п.) и геологических особенностях района (история геологического развития, интенсивность и контрастность новейших и современных тектонических движений, возраст и характер тектонических нарушений, их активность и т. п.). Таким образом, карты сейсмического районирования являются своего рода прогнозными картами, указывающими место и воз­можную силу сотрясения этого участка земной поверхности (Иванов, Тржцинский, 2001).

Графическим выражением сейсмического районирования являются карты, содержащие сведения об интенсивности сотрясений (в баллах) для любого географического пункта при средних грунтовых условиях. Согласно Строительным нормам и правилам, к средним грунтовым условиям относятся глины, суглинки, пески, супеси при положении уровня грунтовых вод глубже 8 м от поверхности Земли, а также крупнообломочные грунты при положении уровня грунтовых вод от 6 до 10 м от поверхности Земли. В СССР общая площадь сейсмоопасных районов составляет 28,6% территории страны (в т. ч. на 9-балльные районы приходится 2,4%, на 8-балльные — 3,2%). районы возможных 9-балльных землетрясений находятся в Средней Азии, Прибайкалье, Камчатке, Курильских островах и др.; 8-балльные районы — в Молдавии, Крыму, на Кавказе, в Южной Сибири и др.

В России карты сейсмического районирования являются официальным документом, который непосредственно связан с нормами и правилами сейсмостойкого строительства. Действующая нормативная карта сейсмического районирования утверждается Государственным комитетом по делам строительства (СНиП 11-А. 12—69); на этой карте выделены районы возможных 6-, 7-, 8- и 9- балльных землетрясений для средних грунтов (по сейсмической шкале ГОСТ 6249—52), а также районы, где возможны землетрясения интенсивностью более 9 баллов. За рубежом карты С. р. имеются в Болгарии, Румынии, Монголии, США, Японии и некоторых др. странах.

. Строгое соблюдение норм сейсмостойкого строительства позволяет значительно снизить разрушительное воздействие землетрясений на здания и др. инженерные сооружения. В будущем, вероятно, удастся разрешить и проблему прогноза З. Основной путь к решению этой проблемы — тщательная регистрация «предвестников» землетрясений — слабых предварительных толчков (форшоков), деформации земной поверхности, изменений параметров геофизических полей и др. изменений состояния и свойств вещества в зоне будущего очага землетрясения.

Карты сейсмического районирования показывают исход­ный балл, присущий данной территории, учитывающий обобщен­ные геологические условия. В целом составление карт сейсмическо­го районирования производится на основании совместного анализа сейсмологических и инженерно-геологических данных. При этом используются сведения о распределении очагов землетрясений в пространстве и времени, о повторяемости сотрясений, а также дан­ные о разрушительных последствиях, происходящих ранее в пре­делах этих зон землетрясений наибольшей силы с их оценкой по сейсмической шкале балльности. Последовательность этих работ следующая — сначала оценивается сейсмичность очаговой зоны, затем дается прогноз сотрясаемости земной поверхности (Иванов, Тржцинский, 2001).

Изучив последствия катастрофического Гоби-Алтайского земле­трясения (1957 г.) В.П. Солоненко, Н.А. Флоренсов и А.А. Тресков (Гоби-Алтайское землетрясение, 1963) предложили специальный палеосейсмогеологический метод для оценки исходного балла районов, в которых сейсмометрическая сеть очень редка или вооб­ще отсутствует. Суть метода заключается в том, что по прямым сейсмогеологическим признакам морфологии, характеру, разме­рам, количеству остаточных деформаций (палеосейсмодислокаций) определяется возможная сила произошедших на данной тер­ритории землетрясений.

Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что приводимый на картах сейсмического районирования исходный балл не устраивает проектировщиков и строителей, возводящих в сейсмических районах различные сооружения. Уточнение величины сейсмических воздействий на сооружения в зависимости от местных условий конкретного участка территории сейсмоопасного района (физические и динамические свойства грунтов и подстилающих пород, мощность верхних слоев земной коры, наличие многолетнемёрзлых горных пород, тектонические условия, особенности рельефа, спектральные свойства приходящих сейсмических волн и т. п.) составляет предмет сейсмического микрорайонирования.

В связи с этим на отдельных ос­военных и осваиваемых участках (города, крупные поселки, про­мышленные объекты и т. д.) проводится сейсмическое микрорай­онирование, конкретной задачей которого является установление расчетного балла, т. е. выделение в пределах данного сейсмичес­кого региона участков с существенно различными грунтовыми, морфометрическими и гидрогеологическими условиями. На прак­тике достаточна оценка, при которой выделяются участки, отлича­ющиеся по степени сейсмического эффекта при сильных земле­трясениях на один балл по отношению к сейсмическому эффекту, ожидаемому в данном пункте в средних грунтовых условиях, т. е. при исходном балле. Основой сейсмического микрорайонирова­ния являются, с одной стороны, сведения о сейсмическом районе и типах грунтовых условий, выделенных на основании проведен­ных инженерно-геологических исследований. С другой стороны, сейсмические свойства грунтов, определенные по результатам инструментальных сейсмометрических измерений и соответствую­щих расчетов, например, сравнение амплитуд смещений и колеба­ний грунтов на площадках с различными типами инженерно-геологических элементов или сравнение грунтов различных участков по их акустическим жесткостям с учетом резонансных свойств вы­деленного инженерно-геологического элемента, наличие пород с различными типами частотных характеристик и т. д. (Иванов, Тржцинский, 2001).

С помощью сейсмического микрорайонирования интенсивность землетрясений в баллах, указанная на картах сейсмического районирования, может быть скорректирована на ±1—2 балла в зависимости от местных тектонических, геоморфологических и грунтовых условий.

Дата добавления: 2014-05-01; просмотров: 1054; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!