Сейсмическое микрорайонирование
Сейсмическое микрорайонирование определяется как процесс разделения потенциально сейсмической или сейсмоопасной территории на зоны с учетом некоторых геологических и геофизических характеристик участков, таких как сотрясение грунта, подверженность разжижению , опасность оползней и камнепадов, наводнения, связанные с землетрясениями, с тем чтобы сейсмическая опасность в различных местах территории может быть правильно определена. Микрозонирование обеспечивает основу для анализа рисков на конкретном участке, что может помочь смягчить ущерб от землетрясения. [ 1 ] В самых общих чертах сейсмическое микрорайонирование – это процесс оценки реакции слоев почвы на землетрясения и, следовательно, изменения характеристик землетрясений на поверхности земли. [ 2 ]
Региональная геология может иметь большое влияние на характеристики движения грунта. [ 3 ] Реакция участка на движение грунта может различаться в разных частях города в зависимости от местной геологии. Поэтому карта сейсмического районирования всей страны может оказаться недостаточной для детальной оценки сейсмической опасности городов. Это обуславливает необходимость разработки карт микрорайонирования крупных городов для детального анализа сейсмической опасности. [ 4 ] Карты микрозонирования могут служить основой для оценки анализа рисков на конкретных объектах, что важно для таких критически важных объектов, как атомные электростанции, метро, мосты, эстакады, надземные поезда и плотины. Сейсмическое микрорайонирование можно рассматривать как предварительный этап исследований по снижению риска землетрясений. Это требует междисциплинарного вклада, а также всестороннего понимания воздействия колебаний грунта, вызванных землетрясением, на искусственные конструкции. [ 5 ] Многие крупные города по всему миру приложили усилия к разработке карт микрозонирования для лучшего понимания опасности землетрясений в городах. [ 6 ]
Влияние условий площадки на движение грунта при землетрясении
[ редактировать ]
Давно признано, что на интенсивность сотрясений грунта во время землетрясений и связанное с ними повреждение сооружений существенное влияние оказывают местные геологические и почвенные условия. [ 3 ] рыхлые отложения Обнаружено, что усиливают движение грунта во время землетрясений и, следовательно, более склонны к повреждениям от землетрясений, чем грунт с твердыми слоями . Современные города, построенные на мягких отложениях, особенно уязвимы к повреждениям, вызванным сильными колебаниями грунта.
Землетрясение в Мехико, произошедшее 19 сентября 1985 года, является хорошим примером ущерба, нанесенного землетрясением современному городу, построенному на мягких отложениях. землетрясения Хотя эпицентр находился примерно в 350 км от города, на участках с отложениями мягкой глины наблюдалось огромное усиление колебаний грунта, что привело к серьезным разрушениям. Мехико построен на толстом слое мягкой почвы над твердым слоем. Западная часть города расположена на краю старого дна озера, а восточную часть подчеркивают отложения мягкой глины, заполняющие бывшее дно озера. В районе дна озера отложения мягкой глины имеют скорость поперечной волны в диапазоне от 40 до 90 м/с, а нижележащие твердые пласты имеют скорость поперечной волны в диапазоне 500 м/с или выше. Во время землетрясения 1985 года сейсмические волны застряли в мягких слоях. Мягкий слой почвы позволял легко распространяться восходящим поперечным волнам; однако твердые слои внизу действовали как отражатель и отражали распространяющиеся вниз волны. Этот вид захвата волн создал резонанс и, как следствие, привел к огромному усилению движения грунта. В результате дну озера был нанесен катастрофический ущерб; однако в юго-западной части города подвижки грунта были умеренными, а повреждения зданий были незначительными. ускорение, зарегистрированное в горных зонах, представляло собой относительно малоамплитудные, короткопериодные движения грунта по сравнению с высокоамплитудными и долгопериодными движениями грунта, зарегистрированными на станциях, расположенных в зоне озера. [ 7 ]
Аналогичные виды усиления движений грунта наблюдались во время землетрясения в Лома-Приета в октябре 1989 года. [ 8 ] Глубокие отложения глины, лежащие под участками по периметру района залива Сан-Франциско , значительно усилили движение грунта в районе Сан-Франциско и Окленда, вызвав серьезный ущерб. Мост Сан-Франциско-Окленд через залив, построенный на глубоком глиняном участке, сильно пострадал в результате этого землетрясения.
Явление усиления участков, наблюдаемое во время этих землетрясений, ясно подчеркнуло возможность сильных движений грунта на участках с мягким профилем почвы, расположенных на большом расстоянии от причинных разломов, и подчеркнуло важность анализа рисков для конкретного участка.
Методы сейсмического микрорайонирования
[ редактировать ]Динамические характеристики площадки, такие как преобладающий период , коэффициент усиления, скорость поперечной волны , стандартные значения испытаний на проникновение, могут использоваться для целей сейсмического микрозонирования. Измерение скорости поперечной волны и стандартное испытание на проникновение, как правило, являются дорогостоящими, и их невозможно проводить на большом количестве объектов с целью микрозонирования. Измерение вибраций окружающей среды (также называемое микротремором ) стало популярным методом определения динамических свойств слоев почвы и широко используется для микрозонирования. Наблюдения за микротремором просты в выполнении, недороги и могут применяться даже в местах с низкой сейсмичностью, следовательно, измерения микротремора можно удобно использовать для микрорайонирования.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Туладхар Р., Ямазаки Ф., Варниччай П. и Сайта Дж., Сейсмическое микрозонирование территории Большого Бангкока с использованием наблюдений микротремора, сейсмическая инженерия и структурная динамика, v33, 2004: 211-225 [1]
- ^ Финн, WDL (1991) Геотехнические аспекты микрозонирования , Proc. 4-я Международная конференция по сейсмическому районированию, (1):199-259.
- ^ Jump up to: а б Сид, Х.Б. и Шнабель, П.Б., 1972. Почвенное и геологическое воздействие на реакцию объекта во время землетрясений. Учеб. Первой Международной конф. «Микрозонирование для более безопасного строительства – исследования и применение», том. Я, стр. 61-74.
- ^ Шелл, Б.А. и др., 1978. Сейсмотектоническое микрозонирование для снижения риска землетрясений. Учеб. Второй Международной конф. «Микрозонирование для более безопасного строительства – исследования и применение», том. Я, стр. 571-583.
- ^ Ансал, А.М. и Слейко, Д. (2001) Длинный и извилистый путь от землетрясений к разрушениям , динамика почвы и сейсмическая инженерия, (21)5:369-375.
- ^ Сима, Э., 1978. Карта сейсмического микрозонирования Токио. Учеб. Второй Международной конф. «Микрозонирование для более безопасного строительства – исследования и применение», том. Я, стр. 433-443.
- ^ Сид, Х.Б., Ромо, М.П., Сан, Дж.И., Хайме, А. и Лисмер, Дж., 1988. Землетрясение в Мексике 19 сентября 1985 г. - Взаимосвязь между состоянием почвы и движениями грунта при землетрясении. Спектры землетрясений, EERI , Vol. Т. 4, № 4, стр. 687-729.
- ^ Бенуска, Л., 1990. Отчет о землетрясении Лома Приета. Спектры землетрясений, EERI, Дополнение к т. 6 мая