АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СЕЙСМОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА Туманов А.В.

DOI: 10Л2737/15579

Аннотация. Статья посвящена решению задачи обеспечения сейсмостойкости строительства. Приводятся сейсмологические данные существующих землетрясений. Детальное изучение землетрясений и механизмов их возникновения относится к сфере сейсмологии. Необходимую информацию для изучения реализации вопросов сейсмостойкости представляют, естественно, данные о самом землетрясении.

Ключевые слова: анализ, сейсмология, землетрясения, атомная энергетика.

Важность проблемы обеспечения сейсмостойкости выходит за рамки текущих потребностей строительства в сейсмических районах. При планировании развития предприятий атомной энергетики необходимо принять строгий критерий антисейсмической защиты при проектировании атомных электростанций. Это требование вызвало повышенной интерес к динамике сооружений, равно как и к практическому применению результатов динамического расчета. Стоит привести замечание Н. Ньюмарка и Э. Розенблюмета: «Землетрясения систематически выявляют ошибки, допущенные при проектировании и строительстве, - даже самые незначительные ошибки; эта особенность сейсмостойкого строительства подчеркивает трудности и притягательные стороны решения его проблем, а также их общеобразовательное значение, выходящее за пределы непосредственного использования результатов исследований».

Важную и необходимую исходную информацию для изучения и практической реализации вопросов сейсмостойкости представляют, естественно, данные о самом землетрясении. Детальное изучение землетрясений и механизмов их возникновения относится к сфере сейсмологии. В своих исследованиях специалист по сейсмостойкому строительству должен подходить к изучению землетрясений с иных позиций, чем сейсмолог. Сейсмологи сосредоточивают свое внимание прежде всего на глобальных или макроскопических последствиях землетрясений и поэтому имеют дело с небольшими амплитудами колебаний грунта, не вызывающими ощутимой реакции сооружений. Инженеры, наоборот, имеет дело в основном с местными эффектами сильных землетрясений там, где колебания грунта достаточно интенсивны, чтобы вызвать повреждения конструкций. Эти так называемые сильные сейсмические движения имеют параметры слишком большие для регистрации с помощью типовых приборов, применяемых сейсмологами, и требуют разработки специальных сейсмографов сильных движений. Тем не менее, несмотря на различие сферы деятельности инженеров в области сейсмостойкого строительства и сейсмологов, многие вопросы сейсмологии представляют для инженера большой интерес [1-4].

Общие механизмы движений в недрах земли, приводящие к землетрясениям, пока недостаточно ясны, и предлагаемые теории механизмов землетрясений часто противоречивы.

Первопричины землетрясений непосредственно связаны с общими тектоническими процессами, постоянно вызывающими горообразование и образование океанических впадин в земной коре. Тектонические плиты, движения которых характеризуют эти процессы, могут быть указаны, по крайней мере частично, на картах сейсмичности.

Информация о землетрясениях, которые могут причинить повреждения сооружениям, существенно ограничена и пока не дает возможности составить для всего земного шара и даже отдельных регионов карты сейсмической опасности, где устанавливаются вероятности землетрясений заданной интенсивности с определенным средним периодом повторения.

На континентальной части самый активный сейсмический район располагается вдоль Калифорнийского побережья и связан с разломом Сан- Андрес. Этот разлом и ряд второстепенных разломов (рис. 1) явились источниками самых сильных землетрясений.

Эпицентры основных землетрясений и разломы в Калифорнии с магнитудой М

Рисунок 1 - Эпицентры основных землетрясений и разломы в Калифорнии с магнитудой М

Разлом Сан-Андрес - одна из наиболее активных и изученных систем разломов в мире. Его расположение примечательно в топографическом отношении, он почти полностью выходит на поверхность земли в Калифорнии. Изучение этой системы разломов и землетрясений, связанных с ней, позволяет существенно расширить современные знания о механизмах возникновения землетрясений и характеристиках сильных сейсмических движений. Интересно, что относительные подвижки грунта вдоль этого разлома, соответствующие постоянному перемещению против движения часовой стрелки относительно Тихоокеанского бассейна, наблюдаются здесь как во время землетрясений, так и при постоянном крипе, регистрируемом геодезической службой. Эти измерения свидетельствуют о движении геологической структуры к западу от разлома в северном направлении по отношению к его восточному крылу со скоростью около 5 см в год.

Существенная особенность механизма упругой отдачи, который позволяет наилучшим способом объяснить землетрясения, вызывающие интенсивные и потенциально разрушительные колебания поверхностных слоев, видна на рис. 2.

Механизм упругой отдачи при зарождении землетрясения

Рисунок 2 - Механизм упругой отдачи при зарождении землетрясения: а - до деформирования; б - деформированная порода (до землетрясения); в - после землетрясения

Список литературы

  • 1. Туманов А.В. Прочность армированных стен из кирпичной кладки при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил: дис...канд. техн. наук/А.В. Туманов. - Пенза, 2000. - 180 с.
  • 2. Баранова Т.И., Туманов А.В. Экспериментальная теория сопротивления кирпичных и армокирпичных стен при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил. - Москва, Издательство «Спутник+», 2011. - 108 с.
  • 3. Ньюмарк Н., Розенблюэт Э. Основы сейсмостойкого строительства: сокр. пер. с англ./Под ред. Я.М. Айзенберга. - М.: Стройиздат, 1980. - 344 с. Перевод изд.: Fundamentals of earthquake Engineering/N.M. Newmark, Rosenblueth.
  • 4. Клаф P., Пензиен Дж. Динамика сооружений: пер. с англ. - М. Стройиздат, 1979. - 320 с. - перевод изд.: Dynamics of Structures/Ray W. Clough, Joseph Penzien. - New York, 1975.

Туманов Антон Вячеславович, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры строительных конструкций ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», г. Пенза, РФ

УДК 691-4

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >