Сейсмическое микрорайонирование - Seismic microzonation
Сейсмическое микрорайонирование определяется как процесс подразделения потенциально сейсмической или сейсмической зоны 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 сейсмические опасности в различных местах в пределах области могут быть правильно идентифицированы. Микрозонирование обеспечивает основу для анализа рисков для конкретных участков, который может помочь в смягчении последствий землетрясения.повреждение. В самом общем виде сейсмическое микрорайонирование - это процесс оценки реакции слоев почвы на землетрясения и, следовательно, изменения характеристик землетрясений на поверхности земли.
Региональная геология может иметь большое влияние на характеристики движения грунта. Реакция участка на движение грунта может отличаться в разных частях города в зависимости от местной геологии. Поэтому карта сейсмического районирования для всей страны может быть неадекватной для детальной оценки сейсмической опасности городов. Это требует разработки карт микрозонирования больших городов для детального анализа сейсмической опасности. Карты микрозонирования могут служить основой для оценки анализа рисков для конкретных участков, что важно для критически важных сооружений, таких как атомные электростанции, метро, мосты, эстакады, наземные поезда и плотины. Сейсмическое микрорайонирование можно рассматривать как предварительную фазу исследований по снижению риска землетрясений. Это требует междисциплинарного участия, а также всестороннего понимания последствий землетрясений, вызванных колебаниями грунта, на искусственные конструкции. Многие крупные города по всему миру приложили усилия для разработки карт микрозонирования для лучшего понимания опасности землетрясений в городах.
Влияние условий площадки на землетрясение
Давно признано, что на интенсивность сотрясений земли во время землетрясений и связанное с ними повреждение сооружений в значительной степени влияют местные геологические и почвенные условия. Установлено, что неконсолидированные отложения усиливают движение грунта во время землетрясений и, следовательно, более подвержены землетрясениям, чем грунты с твердыми пластами . Современные города, построенные на мягких осадках, особенно уязвимы для повреждений, вызванных усиленными движениями грунта.
1985 Мехико землетрясения 19 сентября 1985 является хорошим примером ущерба от землетрясения в современный город , построенный на мягком осадке. Хотя эпицентр землетрясения находился примерно в 350 км от города, на участках с отложениями мягкой глины наблюдалось сильное усиление колебаний грунта, что приводило к серьезным повреждениям. Мехико построен на толстом слое мягкой почвы над твердым слоем. Западная часть города расположена на краю старого дна озера, тогда как отложения мягкой глины, заполняющие бывшее дно озера, подчеркивают восточную часть. В районе дна озера мягкие глинистые отложения имеют скорости поперечных волн от 40 до 90 м / с, а нижележащие твердые пласты имеют скорость поперечных волн от 500 м / с или больше. Во время землетрясения 1985 года сейсмические волны были захвачены мягкими слоями. Мягкий слой почвы позволял легко распространяться восходящим поперечным волнам; однако твердые пласты внизу действовали как отражатель и отражали распространяющиеся вниз волны. Такой вид улавливания волн создавал резонанс и, как следствие, приводил к огромному усилению движения земли. В результате дна озера был нанесен катастрофический ущерб; однако в юго-западной части города колебания грунта были умеренными, а повреждения зданий были незначительными. Ускорение записывается в гору зон были относительно низкой амплитуды, наземные движения короткого периода по сравнению с высокой амплитудой и длительных периодов колебаний грунта , записанных на станциях , расположенных в зоне озера.
Аналогичные виды усиления колебаний грунта наблюдались во время землетрясения в Лома-Приета в октябре 1989 года. Глубокие глинистые отложения, лежащие под участками по периметру района залива Сан-Франциско, чрезвычайно усилили колебания грунта в районе Сан-Франциско и Окленда, нанеся серьезный ущерб. Мост Сан-Франциско-Окленд-Бей, основанный на глубоком глиняном участке, сильно пострадал в результате этого землетрясения.
Явление усиления на площадке, наблюдаемое во время этих землетрясений, четко выявило возможность сильных подвижек грунта на участках с мягкими профилями грунта, расположенных на большом расстоянии от причинных разломов, и подчеркнуло важность анализа рисков для конкретных участков.
Методы сейсмического микрорайонирования
Динамические характеристики площадки, такие как преобладающий период , коэффициент усиления, скорость поперечной волны , стандартные значения испытаний на проникновение, могут быть использованы для целей сейсмического микрозонирования. Измерение скорости поперечной волны и стандартные испытания на проникновение, как правило, дороги, и их невозможно проводить на большом количестве площадок 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 также в местах с низкой сейсмичностью, следовательно, измерения микротремора можно удобно использовать для микрозонирования.