С чем связана повышенная сейсмичность территории региона

Повышенная сейсмичность региона

Из газеты «Строительный эксперт «, декабрь 1998 г., №23

«…Особенно остро проблемы, связанные с надежностью домов, возникают при строительстве в районах с повышенной сейсмической активностью. Для России – это Дальний Восток и Северный Кавказ. Для многих стран СНГ сейсмические районы – это вся их территория или существенная её часть.

Взять под квалифицированный контроль всё индивидуальное строительство, конечно, невозможно. Другой путь – создание весьма привлекательных строительных технологий, позволяющих в любых условиях обеспечить высокий запас надежности возводимых зданий с комфортным проживанием в них… К такой технологии можно отнести ТИСЭ…»

Нас интересует природа землетрясений, их физические параметры и степень влияния на сооружения.

Основными причинами землетрясений являются перемещения блоков и плит земной коры. По сути, кора Земли – это плиты, плавающие на поверхности жидкой магматической сферы. Приливные явления, обусловленные притяжением Луны и Солнца, беспокоят эти плиты, отчего по линиям их стыка накапливаются высокие напряжения. Достигая критической величины, эти напряжения сбрасываются в виде землетрясений. Если очаг землетрясения находится на материке, то в эпицентре и вокруг него возникают сильные разрушения, если же эпицентр находится в океане, то перемещения коры вызывают цунами. В зоне больших глубин это еле заметная волна. У берега её высота может достичь десятков метров!

Нередко причиной колебаний грунта могут быть местные оползни, сели, провалы техногенного характера, вызванные созданием полостей (горные выработки, забор воды из артезианских скважин…).

В России принята 12-балльная шкала оценки силы землетрясения. Главным признаком здесь является степень повреждения зданий и сооружений. Районирование территории России по балльному принципу приводится в строительных нормах (СНиП 11-7-81).

Почти 20% территории нашей страны находится в сейсмически опасных зонах с интенсивностью землетрясений 6 – 9 баллов и 50% подвержены 7-9-балльным землетрясениям.

С учетом того, что технологией ТИСЭ интересуются не только в России, но и в странах СНГ, приводим карту районирования России и соседних стран, находящихся в сейсмически активных зонах (Рисунок 181).

Рисунок 181. Карта сейсмического районирования России и соседних стран

На территории нашей страны выделяют следующие сейсмически опасные зоны: Кавказ, Саяны, Алтай, Прибайкалье, Верхоянск, Сахалин и Приморье, Чукотка и Корякское нагорье.

Некоторые особенности сейсмических нагружений элементов здания:

– при землетрясении здание подвергается воздействию волн нескольких типов: продольных, поперечных и поверхностных;

– наибольшие разрушения вызывают горизонтальные колебания земли, при них разрушающие нагрузки носят инерционный характер;

– наиболее характерные периоды колебаний почвы лежат в диапазоне 0,1 – 1,5 сек;

– максимальные ускорения составляют 0,05 – 0,4 g, причем наибольшие ускорения приходятся на периоды 0,1 – 0,5 сек, чему соответствуют минимальные амплитуды колебаний (около 1 см) и максимальные разрушения зданий;

– большому периоду колебаний соответствуют минимальные ускорения и максимальные амплитуды колебаний почвы;

–- снижение массы конструкции ведет к снижению инерционных нагрузок;

– вертикальное армирование стен здания целесообразно при наличии горизонтальных несущих слоев в виде, например, железобетонных перекрытий;

– сейсмоизоляция зданий – наиболее перспективный способ повышения их сейсмоустойчивости.

Идея сейсмоизоляции зданий и сооружений возникла в далекой древности. При археологических раскопках в Средней Азии были обнаружены под стенами зданий Хека камышитовые маты. Аналогичные конструкции применялись в Индии. Известно, что землетрясение 1897 г. в районе Шиллонга разрушило почти все каменные здания, кроме тех, которые были построены на сейсмоамортизаторах, хотя и примитивной конструкции.

Строительство зданий и сооружений в сейсмоактивных регионах требует выполнения сложных инженерных расчетов. Сейсмостойкие строения, возводимые индустриальными методами, проходят глубокие и всесторонние проработки и сложные расчеты с привлечением большого числа специалистов. Индивидуальному застройщику, решившему построить свой домик, такие дорогостоящие методы недоступны.

Технология ТИСЭ предлагает повышение сейсмоустойчивости зданий, возводимых в условиях индивидуального строительства, сразу по трем направлениям: снижение инерционных нагрузок, повышение жесткости и прочности стен, а также введение механизма сейсмоизоляции.

Высокая степень пустотности стен позволяет значительно снизить инерционные нагрузки на здание, а наличие сквозных вертикальных пустот дает возможность вводить вертикальное армирование, органично вписанное в конструкцию самих стен. По иным технологиям индивидуального строительства это выполнить довольно сложно.

Механизмом сейсмоизоляции является столбчато-ленточный фундамент, возведенный по технологии ТИСЭ.

В качестве вертикальной арматуры фундаментного столба используется пруток диаметром 20 мм из углеродистой стали, который проходит через ростверк. Пруток имеет гладкую поверхность, покрытую гудроном. Снизу он снабжен законцовкой, заделанной в тело столба, а сверху – законцовкой, выступающей из ростверка и снабженной резьбой М20 под гайку (патент РФ № 2221112 от 2002 г.). Сама опора входит в массив ростверка на 4…6 см (Рисунок 182, а).

После бетонирования вокруг каждой из опор тем же фундаментным буром делают три-четыре полости глубиной 0,6…0,8 м и заполняют их или песком, или смесью песка с керамзитом, или шлаком. В песчаном грунте такие полости можно не выполнять.

Рисунок 182. Сейсмоизолирующий фундамент с центральным прутком:
А – нейтральное положение опоры фундамента; Б – отклоненное положение опоры фундамента;
1 – опора; 2 – пруток; 3 – законцовка нижняя; 4 – гайки; 5 – ростверк; 6 – полость с песком; 7 – отмостка; 8 – направления колебаний грунта

По окончании строительства гайки прутков затягиваются тарированным ключом. Так в зоне стыка столба с ростверком создается «упругий» шарнир.

При горизонтальных колебаниях почвы столбы отклоняются относительно упругого шарнира, пруток растягивается, при этом ростверк со зданием по инерции остаются неподвижными (Рисунок 182, б). Упругость почвы и прутков возвращает столбы в исходное вертикальное положение. В течение всего срока эксплуатации здания к узлам натяжения арматуры столбов должен быть обеспечен свободный подход как по внешнему периметру дома, так и под внутренними силовыми стенами. После завершения строительства и после значительных сейсмических колебаний затяжку всех гаек восстанавливают тарированным ключом (М = 40 – 70 кг/м). Такой вариант Сейсмоизолирующего фундамента можно считать в какой-то степени индустриальным, так как он включает прутки и гайки, которые проще изготовить на производстве.

Технологией ТИСЭ предусмотрено выполнение сейсмоизолирующих опор и более демократичным способом, доступным застройщикам с ограниченными производственными возможностями. В качестве армирующего упругого элемента используют две скобы из прутка арматуры диаметром 12 мм с загнутыми законцовками (Рисунок 183). Средняя часть ветвей арматуры на длине около 1 м смазывается гудроном или битумом (в равном удалении от краев), чтобы исключить сцепление арматуры с бетоном. При сейсмических колебаниях почвы прутки арматуры в средней своей части растягиваются. При горизонтальных смещениях почвы в 5 см арматура растягивается на 3…4 мм. При длине зоны растяжения 1 м в арматуре возникают напряжения 60…80 кг/мм², что лежит в зоне упругих деформаций материала арматуры.

Рисунок 183. Сейсмоизолирующий фундамент с арматурными скобами:
1 – опора; 2 – скоба; 3 – ростверк; 4 – полость с песком

При строительстве дома в сейсмоактивных зонах гидроизоляцию по соединению ростверка со стенами не делают (для исключения их относительного смещения). По технологии ТИСЭ гидроизоляцию выполняют по стыку ростверка с фундаментными столбами (два слоя рубероида на битумной мастике).

При строительстве смежных сооружений, крыльца, элементов отмостки и т. п. следует постоянно обращать внимание на то, чтобы лента фундамента не касалась их своей боковой поверхностью. Зазор между ними должен быть не менее 4 – 6 см. При необходимости допускается подобный контакт (с крыльцом, каркасом легких щитовых пристроек, веранды) из соображения, что после разрушения землетрясением они будут восстановлены.

Это не фундамент, но…

При строительстве в сейсмоакивных районах применение кровли из глиняной или пескобетонной черепицы должно быть обоснованным.

Многие японские дома индивидуальной постройки, имеющие легкий каркас, покрыты добротной глиняной черепицей. В условиях плотной японской застройки такие дома хорошо переносят тайфуны. Однако при землетрясении под тяжестью черепичной крыши дом рушится, погребая жителей под своей непомерной тяжестью.

В настоящее время на строительном рынке появилось много «легких» кровельных материалов, хорошо имитирующих черепицу. Легкая кровля – это минимальные инерционные нагрузки для соединения крыши со стенами и исключение обрушения кровли от излишнего ее веса.

Источник

СЕЙСМИЧНОСТЬ ТЕРРИТОРИИ РОССИИ

Территория Российской Федерации, по сравнению с другими странами мира, расположенными в сейсмоактивных регионах, в целом характеризуется умеренной сейсмичностью. Исключение составляют регионы Северного Кавказа, юга Сибири и Дальнего Востока, где интенсивность сейсмических сотрясений достигает 8-9 и 9-10 баллов по 12-балльной макросейсмической шкале MSK-64. Определенную угрозу представляют и 6-7-балльные зоны в густозаселенной европейской части страны.

Карта сейсмичности территории России и сопредельных регионов.

Здесь можно скачать крупнее (1308 Кбайт). Ссылаться на:

Уломов В.И. Сейсмичность // Национальный атлас России. Том 2. Природа. Экология. 2004. С. 56-57.
Уломов В.И. Динамика земной коры Средней Азии и прогноз землетрясений. Монография. Ташкент: ФАН. 1974. 218 с. (можно скачать эту книгу pdf_19Mb ).

Новая эра в изучении природы и причин землетрясений началась с работ академика князя Б.Б.Голицына, заложившего в 1902 г. основы отечественной сейсмологии и сейсмометрии. Благодаря открытию первых сейсмических станций в Пулково, Баку, Иркутске, Макеевке, Ташкенте и Тифлисе, впервые стала поступать более достоверная информация о сейсмических явлениях на территории Российской Империи. Современный сейсмический мониторинг территории России и сопредельных регионов осуществляет Геофизическая служба Российской академии наук (ГС РАН), созданная в 1994 г. и объединившая свыше 300 сейсмических станций страны.

Европейская часть России.

Самые крупные из известных землетрясений Кавказа, ощущавшихся на территории России интенсивностью до 5-6 баллов, произошли в Азербайджане в 1902 г. (Шемаха, М=6.9, I₀=8-9 баллов), в Армении в 1988 г. (Спитак, М=7.0, I₀=9-10 баллов), в Грузии в 1991 г. (Рача, М=6.9, I₀=8-9 баллов) и в 1992 г. (Барисахо, М=6.3, I₀=8-9 баллов).

На Скифской плите местная сейсмичность связана со Ставропольским поднятием, частично захватывающим Адыгею, Ставропольский и Краснодарский края. Магнитуды известных здесь землетрясений пока не достигали М =6.5. В 1879 г. произошло сильное Нижнекубанское землетрясение (М = 6.0, I₀=7-8 баллов). Имеются исторические сведения о катастрофическом Понтикапейском землетрясении (63 г. до н. э.), разрушившим ряд городов по обе стороны Керченского пролива. Многочисленные сильные и ощутимые землетрясения отмечены в районе Анапы, Новороссийска, Сочи и на других участках Черноморского побережья, а также в акватории Черного и Каспийского морей.

Восточно-Европейская равнина и Урал характеризуются относительно слабой сейсмичностью и редко возникающими здесь местными землетрясениями с магнитудой М=5.5 и менее, интенсивностью до I₀=6-7 баллов. Такие явления известны в районе городов Альметьевск (1914, 1986 гг.), Елабуга (1851, 1989 гг.), Вятка (1897 г.), Сыктывкар (1939 г.), Верхний Устюг (1829 г.). Не менее сильные землетрясения возникают на Среднем Урале, в Предуралье, Поволжье, в районе Азовского моря и Воронежской области. На Кольском полуострове и сопредельной с ним территории отмечены и более крупные сейсмические события (Белое море, Кандалакша, 1626 г., М=6.3, I₀ =8 баллов). Слабые землетрясения (с I₀=5-6 баллов и менее) возможны практически повсеместно.

На северо-западе России ощущаются землетрясения Скандинавии (Норвегия, 1817 г.). В Калининградской и Ленинградской областях случаются и слабые местные землетрясения, обусловленные продолжающимся послеледниковым изостатическим поднятием Скандинавии. На юге страны ощущаются сильные землетрясения восточного побережья Каспийского моря (Туркмения, Красноводск, 1895 г., Небитдаг, 2000 г.), Кавказа (Спитак, Армения, 1988 г.), Крыма (Ялта, 1927 г.). На обширной площади, в том числе в Москве и Санкт-Петербурге, неоднократно наблюдались сейсмические колебания интенсивностью до 3-4 баллов от заглубленных очагов крупных землетрясений, происходящих в Восточных Карпатах (Румыния, зона Вранча, 1802, 1940, 1977, 1986, 1990 гг.). Нередко сейсмическая активность усугубляется техногенным воздействием на литосферную оболочку Земли (добыча нефти, газа и других полезных ископаемых, закачка флюидов в разломы и т.п.). Такие, «индуцированные», землетрясения регистрируются в Татарстане, Пермской области и в других регионах страны.

Трещина над очагом Горно-Алтайского (Чуйского) землетрясения 27 сентября 2003 г.

(на фото д. геол.-мин. наук Валерий Имаев, Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск).

Арктическая рифтовая зона является северо-западным продолжением сейсмоактивной структуры Верхояно-Колымского региона, уходящей узкой полосой в Северный Ледовитый океан и соединяющейся на западе с аналогичной рифтовой зоной Срединно-Атлантического хребта. На шельфе моря Лаптевых в 1909 г. и 1964 г. произошли два землетрясения с магнитудой М=6.8.

Сахалин представляет собой северное продолжение Сахалино-Японской островной дуги и трассирует границу Охотоморской и Евразиатской плит. До катастрофического Нефтегорского землетрясения (1995 г., М=7.5, I₀=9-10 баллов) сейсмичность острова представлялась умеренной и до создания в 1991-1997 гг. нового комплекта карт общего сейсмического районирования территории России (ОСР-97) здесь ожидались лишь землетрясения интенсивностью до 6-7 баллов. Нефтегорское землетрясение было самым разрушительным из известных за все время на территории России. Погибло более 2000 чел. В результате полностью ликвидирован рабочий поселок Нефтегорск. Можно полагать, что техногенные факторы (бесконтрольная откачка нефтепродуктов) сыграли роль спускового механизма для накопившихся к этому моменту упругих геодинамических напряжений в регионе. Монеронское землетрясение (1971 г., М=7.5), произошедшее на шельфе в 40 км юго-западнее о-ва Сахалин, на побережье ощущалось интенсивностью до 7 баллов. Крупным сейсмическим событием было Углегорское землетрясение (2000 г., М=7.1, I₀ около 9 баллов). Возникнув в южной части острова, вдалеке от населенных пунктов, оно практически не принесло ущерба, но подтвердило повышенную сейсмическую опасность Сахалина.

Приамурье и Приморье характеризуются умеренной сейсмичностью. Из известных здесь землетрясений пока только одно на севере Амурской области достигло магнитуды М=7.0 (1967 г. I₀=9 баллов). В будущем магнитуды потенциальных землетрясений на юге Хабаровского края так же могут оказаться не менее М=7.0, а на севере Амурской области не исключены землетрясения с М=7.5 и выше. Наряду с внутрикоровыми, в Приморье ощущаются глубокофокусные землетрясения юго-западной части Курило-Камчатской зоны субдукции. Землетрясения на шельфе нередко сопровождаются цунами.

Эпицентры землетрясений и о сновные сейсмоактивные регионы Северной Евразии:

Сеть сейсмических станций Геофизической службы России по состоянию на 2004 г.

Оконтурены регионы, за которые ответственны указанные на карте обрабатывающие центры ГС РАН.

В.И.Уломов. Сейсмичность // Большая Российская Энциклопедия (БРЭ). Том «Россия». 2004. С.34-39.

Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии (Отв. ред. В.И.Уломов). Том 1. М.: ИФЗ РАН. 1993. 303 с. и Том 2-3. М.: ОИФЗ РАН. 1995. 490 с.

Источник

Самые сейсмоопасные регионы в России

Территория Российской Федерации отличается достаточно умеренной сейсмической активность. Но нельзя забывать, что и в нашей стране есть места, где встречаются сильнейшие землетрясения. Именно поэтому жить в таких регионах может быть достаточно опасно.

Курильские острова и Сахалин

Курилы и Сахалин – это часть вулканического огненного пояса Тихого океана. Если быть точным, то Курильские острова представляют собой не что иное, как верхние части вулканов, которые поднимаются над океанской поверхностью. Практически каждый день сейсмологи фиксируют в этом регионе незначительные подземные толчки. Но так бывает далеко не всегда.

Камчатка

Полуостров Камчатка также является частью вулканического пояса Тихого океана. Всего на территории этого региона насчитывается 29 действующих вулканов, а также несколько десятков неактивных. Практически ежедневно здесь фиксируются небольшие подземные толчки, связанные с процессами, происходящими в недрах земли. При этом многие землетрясения происходят в море или же на местности, которая слабо населена людьми.

Одним из наиболее сильных землетрясений на Камчатке было то, что произошло на Авачинском заливе в 1952 году. Сила толчков тогда составляла 8,5 баллов, благодаря чему данный случай вошел в рейтинг 15 наиболее сильных землетрясений 20 века. Следствием происшествия стало сильное цунами, которое смыло Северо-Курильск, а также дошло до берегов Аляски, Японских и Гавайских островов, а также некоторых стран Южной Америки.

Северный Кавказ и Черноморское побережье

Определенная сейсмическая активность наблюдается и на территории Ставрополя. Время от времени толчки можно ощутить в таких городах, как Сочи или Новороссийск.

Озеро Байкал

Байкал – это уникальное природное явление. Данное озеро располагается в середине внушительной по своим размерам рифтовой зоны, то есть разлома земной коры. Ежегодно ученые-сейсмологи фиксируют здесь около пяти и более тысяч подземных толчков. Наиболее известное землетрясение, произошедшее в этом регионе – это Цыганское. Оно произошло зимой 1863 года, а его последствием стало то, что на одном из берегов озера под воду ушла целая долина. В результате появился и ныне существующий залив.

Стоит отметить, что данный регион Российской Федерации является достаточно малонаселенным, благодаря чему землетрясения здесь не приводят к многочисленным жертвам. Кроме того, строительство многоэтажных зданий осуществляется с учетом повышенной сейсмической активности этой зоны.

Алтай и Тыва

Для обоих этих регионов России характерны частые землетрясения, а причинами их появления являются сразу несколько факторов. Это и плита Индостана, движение которой привело к появлению гималайских гор, а также рифтовая зона в районе озера Байкал. В связи с этим сейсмическая активность в данном регионе постоянно увеличивается.

Если же говорить о Туве, то здесь местные жители больше всего запомнили землетрясения, произошедшее в декабре 2011 года. В небольших деревнях рушились жилые дома, в то время как проживающие в Новокузнецке и Абакане россияне ощущали на себе сильные толчки, наблюдая покачивающиеся люстры и падающую мебель.

Источник

С чем связана повышенная сейсмичность территории региона

ДЕТАЛЬНОЕ СЕЙСМИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И СЕЙСМОМИКРОРАЙОНИРОВАНИЕ ДЛЯ ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ

Detailed seismic zoning and seismic microzoning for territorial planning

Дата введения 2019-06-27

Предисловие

Сведения о своде правил

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

Введение

1 Область применения

1.2 Настоящий свод правил распространяется на ДСР и СМР для выполнения работ по территориальному планированию.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ Р 57546-2017 Землетрясения. Шкала сейсмической интенсивности

СП 14.13330.2018 «СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах»

СП 47.13330.2016 «СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения»

СП 283.1325800.2016 Объекты строительные повышенной ответственности. Правила сейсмического микрорайонирования

СП 286.1325800.2016 Объекты строительные повышенной ответственности. Правила детального сейсмического районирования

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:

акселерограмма (велосиграмма, сейсмограмма): Зависимость ускорения (скорости, смещения) от времени точки основания или сооружения в процессе землетрясения, имеющая одну, две или три компоненты.

.

Параметр — это среднее число событий за год в соответствующем интервале магнитуд. График повторяемости оценивает средний период повторения землетрясений с данной магнитудой на территории ДСР.

интенсивность землетрясения: Оценка воздействия землетрясения в баллах по 12-балльной шкале, определяемая по макросейсмическим описаниям разрушений и повреждений природных объектов, грунта, зданий и сооружений, движений тел, а также по наблюдениям и ощущениям людей.

общее сейсмическое районирование; ОСР: Метод сейсмического районирования, заключающийся в оценке нормативной сейсмичности районов на территории всей страны для нормативных периодов повторяемости. Масштаб карт ОСР 1:2500000-1:8000000. При ОСР гарантировано выделение структур, способных генерировать землетрясения с магнитудой выше 6.

3.8 опасные геологические процессы: Геологические процессы, активизирующиеся при сейсмических воздействиях.

сейсмическая жесткость: Произведение скорости поперечной волны в грунте на плотность грунта.

сейсмическая сотрясаемость : Средняя частота повторения сейсмических воздействий балльности в данной точке.

сейсмический режим: Под сейсмическим режимом определенной территории понимается пространственно-временное распределение землетрясений различных энергий (магнитуд).

сейсмическое воздействие: Движение грунта, вызванное природными или техногенными факторами (землетрясения, взрывы, движение транспорта, работа промышленного оборудования), обусловливающее движение, деформации, иногда разрушение сооружений и других объектов.

сейсмическое районирование; СР: Картирование ожидаемых сейсмических воздействий, основанное на выявлении зон возможных очагов землетрясений и определении сейсмического эффекта, создаваемого ими на земной поверхности. Карты СР служат для осуществления сейсмостойкого строительства, обеспечения безопасности населения, охраны окружающей среды и других мероприятий, направленных на снижение ущерба при сильных землетрясениях.

3.16 сейсмоактивный слой: Интервал глубин, в котором сосредоточено наибольшее количество очагов сильных сейсмических событий с М>5.

сейсмотектонический разрыв (сейсморазрыв): Разрыв дневной поверхности, имеющий все признаки тектонического и связанный с выходом сейсмического очага на земную поверхность.

спектральные характеристики грунтовой толщи: Спектры Фурье, спектры реакции и коэффициенты динамичности грунтового массива.

4 Общие положения

4.2 Детальное сейсмическое районирование является самостоятельным видом работ.

Сейсмическое микрорайонирование для объектов территориального планирования (городов, городских районов) выполняют в целях количественной оценки влияния местных условий (состав и свойства грунтов, особенности рельефа, наличие опасных геологических процессов и явлений и др.) на сейсмичность с указанием изменения интенсивности в баллах и (или) инструментальных параметров сейсмических колебаний. Работы по СМР выполняются на участках, изучение которых дает важную информацию для решения задач территориального планирования (участки разломов, участки распространения специфических грунтов, потенциального разжижения грунтов, склоны, жильные льды и т.п.). Выделение таких участков должно быть обосновано в программе работ.

Источник