ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНОЛОГИЯ |
СЕЙСМОЛОГИЯ
(от греч. seismós - колебание,
землетрясение и lógos
- слово, учение) - раздел геофизики, изучающий
землетрясения, их причины, природу и последствия.
Основными носителями сейсмологической информации
являются сейсмические волны, интерпретация
сейсмограмм которых наряду с изучением проявлений
сейсмичности позволяет исследовать глубинное
строение, физические свойства и динамику недр Земли
и других планет. Широкое прикладное развитие
сейсмология получила в методах сейсморазведки
полезных ископаемых, в сейсмостойком строительстве,
в оборонных целях при регистрации взрывов, в том
числе
ядерных, а также в медицине и в других областях знаний,
имеющих отношение к колебательным и ударным
воздействиям. Как самостоятельная наука сейсмология
начала развиваться в начале 19 века.
Первая международная сейсмологическая комиссия, в
состав которой вошли российские ученые Г.К.Левицкий
и О.А.Баклунд, была образована в 1839 г. в Берлине.
В России в 1888 г. с целью сбора и систематизации
данных о землетрясениях И.В.Мушкетовым была создана
Сейсмическая комиссия Русского географического
общества. Впервые были составлены каталоги
землетрясений для всего мира (Дж.Милн и Р.Малле) и
для России (И.В.Мушкетов и А.П.Орлов). Основное
внимание уделялось геол. природе сейсмических
явлений (К.И.Богданович, В.Н.Вебер, Д.И.Мушкетов,
Ф.Монтессю де Баллор, А.Зиберг и многие другие),
разработке сейсмометрической аппаратуры и созданию
сейсмических станций (Б.Б.Голицын, А.В.Вихерт,
П.М.Никифоров и др.).
В 1900 г. при
Российской Императорской Академии наук образована
Постоянная центральная сейсмическая комиссия (ПЦСК)
под председательством О.А.Баклунда, положившая начало
инструментальной сейсмологии.
В дальнейшем
ПЦСК переросла в Международную ассоциацию
сейсмологии (МАС), председателем которой в 1911 г.
был избран академик Б.Б.Голицын.
Изучая сейсмограммы сильных землетрясений,
Р.Д.Олдгем (1906 г., Индия), А.М.Мохоровичич (1909
г., Хорватия) и Б.Гутенберг (1914 г., Германия)
впервые определили местоположение земного ядра и
подошвы земной коры.
В 1913-1915 гг. Б.Б.Голицын
обнаружил две новые границы изменения физических
свойств в Земле - на глубине 106 км, связанную им с
подошвой изостатического слоя, и на глубине 492 км,
характеризующуюся значительным ростом скоростей
сейсмических волн и позднее названную его именем.
И.Леманн (1936 г., Дания), используя первоклассные
сейсмограммы российских сейсмических станций
“Екатеринбург”, “Иркутск” и др., оборудованных
сейсмографами Б.Б.Голицына, открыла существование
внутреннего ядра Земли.
Выдающиеся научные труды
Б.Б.Голицына и Е.Вихерта (Германия) ознаменовали
первый, “русско - немецкий”, период развития мировой
сейсмологии, после которого на долгие годы
восторжествовал “англо - американский” во главе с
Б.Гутенбергом, Г.Джеффрисом (Англия) и К.Е.Булленом
(Австралия).
В развитие отечественной сейсмологии в
советский период большой вклад внесли Г.А.Гамбурцев,
Г.П.Горшков, Д.П.Кирнос, Н.В.Кондорская,
С.В.Медведев, Ю.В.Ризниченко, Е.Ф.Саваренский,
М.А.Садовский, С.Л.Соловьев и другие известные
геофизики и геологи.
Одним из главных научных и прикладных направлений
сейсмологии является сейсмическое районирование,
основанное на выявлении зон возникновения очагов
землетрясений и картировании сейсмической опасности.
Первая в мире карта сейсмического районирования
(отв. ред. Г.П.Горшков) создана в СССР в 1937 г. В
настоящее время в России нормативными являются карты
общего сейсмического районирования - ОСР - 97 (отв.
ред. В.И.Уломов).
С начала 70-х годов
XX
века в сейсмологии развивается новое направление -
физика очага землетрясения и разработка методов
прогноза землетрясений. Продолжается поиск
предвестников землетрясений. В лабораторных условиях
моделируются всевозможные физические процессы,
которые могут иметь отношение к сейсмическим очагам.
Разработкой приборов и методов регистрации
сейсмических колебаний занимается специальный раздел
сейсмологии - сейсмометрия.
Современная сейсмология располагает широкой
глобальной сейсмической сетью. Станции ведут
регистрацию землетрясений по единому времени
(среднее гринвичское) и единообразным инструкциям.
Сведения по каналам связи собираются в центрах
обработки данных (см. раздел "Службы") и являются исходными для мировых
сейсмологических исследований.
Международные научные
связи по сейсмологии осуществляет Международная
ассоциация сейсмологии и физики земных недр (МАСФНЗ,
IASPEI)
при Международном союзе геодезии и геофизики (IUGG).
Одним из крупнейших международных сейсмологических
научных проектов последних лет (1992 - 1999 гг.)
была Программа по оценке глобальной сейсмической
опасности (Global
Seismic Hazard Assessment Program
-
GSHAP)
и созданию первой мировой карты сейсмического
районирования.
|
|
|
АФТЕРШОК
(after - после, shock - толчок) - толчок
после основного землетрясения в его очаговой
области. Афтершоки возникают практически сразу же
после произошедшего землетрясения в результате
продолжающихся подвижек пород, снимающих оставшиеся
упругие напряжения в раздробленном сейсмическом
очаге. Магнитуда самого крупного афтершока обычно на
единицу меньше магнитуды основного толчка, однако
даже менее крупные афтершоки могут причинить
существенный ущерб, располагаясь на меньшей глубине
и ближе к тому или иному объекту.
Продолжительность афтершокового процесса зависит от
величины магнитуды главного толчка (mainshock) и
глубины залегания его очага. Количество афтершоков
экспоненциально убывает со временем (иногда в
течение нескольких лет).
|
ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ (I
- intensity) - сейсмический эффект, оцениваемый в
баллах по описательной шкале интенсивности
сотрясений земной поверхности, основанной на реакции
людей, строительных объектов и на изменениях
природных объектов. Сейсмический эффект определяется
в основном тремя параметрами: уровнем амплитуд,
преобладающим периодом и продолжительностью
колебаний. Последний фактор может оказаться решающим
для нарушения устойчивости сооружений, для которых
кратковременная нагрузка даже с весьма высокой
амплитудой (ускорением) может быть неопасной. В Российской Федерации
используется сейсмическая шкала MSK-64. Максимальное
значение интенсивности в этой шкале, как и в
большинстве других аналогичных шкал, составляет 12
баллов. Более современной шкалой сейсмической
интенсивности является 12-балльная Европейская
макросейсмическая шкала - EMS-98.
Инженеры-строители при проектировании зданий и
сооружений обычно учитывают информацию об
интенсивности, начиная с 7 баллов или выше. (В
Японии пользуются 7-балльной шкалой сейсмической
интенсивности.) Сейсмический эффект, наблюдаемый в
том или ином пункте, зависит как от величины
(магнитуды) землетрясения, так и от удаленности и
глубины залегания сейсмического очага, спектральных
характеристик сейсмических волн, а также от местной
геологии в этом пункте. Наиболее сильными из
известных землетрясений были 11-12-балльные
Хангайские землетрясения 9 и 23 июля 1905 года в
Монгольском Алтае.
|
МАГНИТУДА
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
(М, от латинского magnitudo - величина) -
условная логарифмическая величина, определенная по
инструментальным наблюдениям сейсмическими станциями
и характеризующая общую энергию упругих колебаний,
вызванных землетрясениями или взрывами. Магнитуда
позволяет сравнивать источники колебаний по их
энергии. Максимальное значение - около 9. Имеется много различных шкал магнитуд, включая
локальную магнитуду (ML), магнитуду, определенную по
поверхностным (MS) и по объемным волнам (mb), по
сейсмическому моменту (MW). Более
современной энергетической оценкой землетрясений
являются моментные магнитуды MW, обусловленные
сдвиговой подвижкой пород в сейсмическом очаге.
Самые крупные землетрясения происходят на Земле, в
среднем, один раз в год. Наибольшими из
инструментально зарегистрированных землетрясений
были Чилийское землетрясение 22 мая 1960 года с Мw=9.5
и относительно недавнее Индонезийское землетрясение
26 декабря 2004 года с аналогичной моментной
магнитудой Мw.
Первоначальная шкала магнитуд была предложена
Чарльзом Рихтером в 1935, поэтому в обиходе значение
магнитуды ошибочно называют шкалой Рихтера.
МИГРАЦИЯ ОЧАГОВ
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
-
последовательное возникновение в
пространстве и во времени очагов близких по
магнитуде землетрясений (обычно в интервале ±0.2 при
шаге 0.5 единицы магнитуды) вдоль сейсмогенерирующих
геологических. структур соответствующих рангов
(иерархическая система разломов). Чем глубиннее и
протяженнее структура, тем выше магнитуда
мигрирующих вдоль нее очагов землетрясений. Очаг
очередного землетрясения в конкретном интервале
магнитуд обычно удален от аналогичного очага на
расстояние, примерно равное четырехкратному его
размеру (протяженности), а время его возникновения
примерно соответствует периоду повторяемости таких
землетрясений вдоль всей сейсмогенной структуры.
Аналогичные явления наблюдаются также и в
последовательностях афтершоков в отдельных
сейсмических очагах. Изучение миграционных процессов
позволяет выявлять районы и интервал времени
(годы) возникновения потенциальных очагов
землетрясений соответствующих магнитуд.
МОДЕЛЬ ЗОН
ВОЗНИКНОВЕНИЯ ОЧАГОВ
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
- физическое описание
явлений и процессов в геологических структурах,
генерирующих землетрясения. В основу Модели
зон возникновения очагов землетрясений (зон ВОЗ)
положен совместный анализ геоморфологических,
геодинамических, геофизических и сейсмологических
данных. Существует несколько разновидностей моделей
зон ВОЗ, представляющих источники землетрясений в
виде точек (эпицентров), линий (активных разломов),
площадей (условно однородных сейсмогенных зон) и
объемов (тектонических блоков); рассматриваются
также комбинированные модели.
Линеаментно-доменно-фокальная модель зон ВОЗ
(ЛДФ-модель) имитирует структуру, сейсмический
потенциал и сейсмический режим для зон возникновения
очагов землетрясений. В ЛДФ-модели рассматриваются
четыре масштабных уровня: крупный генетически единый
регион, характеризующийся долговременным средним
сейсмическим режимом, и три его основных структурных
элемента – линеаменты, в генерализованном виде
представляющие оси трехмерных сейсмоактивных
разломных или сдвиговых структур прямолинейной или
почти прямолинейной формы; домены, охватывающие
квазиоднородные в тектоническом и геодинамическом
отношении объемы геологической среды и
характеризующиеся рассеянной сейсмичностью, не
поддающейся структурированию на данном масштабном
уровне; потенциальные очаги землетрясений (фокусы),
как правило, выявляемые путем поиска
палеосейсмодислокаций. ЛДФ-модель впервые была положена в основу
создания
комплекта карт Общего сейсмического районирования
территории Российской Федерации - ОСР-97 (1991-1997). К числу упрощенных
моделей с рассеянной (диффузной) сейсмичностью
относится модель условно однородных зон, т. н.
сейсмических провинций. Она создается либо в случае
недостатка сейсмологической информации, либо в связи
с мелким масштабом построения. Границы провинций
устанавливаются на основе геоморфологических
особенностей, истории геологического развития,
наличия активных разломов и др. геодинамических
признаков. Подобная модель использована в частности
при создании международной карты глобальной
сейсмической опасности (GSHAP,
1992-1999).
|
ОЧАГ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
- объем геологической среды,
где происходят разрывы пород и высвобождение упругих
напряжений. Размер области очага и величина
сбрасываемых упругих напряжений обусловливает
энергию сейсмических волн и магнитуду землетрясения.
Так, протяженность очага землетрясения с магнитудой
М=7.0 и более превышает 50 км. Мерой величины очага
является также сейсмический момент - произведение
модуля сдвига горных пород на площадь разрыва и
амплитуду смещения. Место в очаге, в котором
начинается разрыв, называется гипоцентром (фокусом)
землетрясения, а его проекция на земную поверхность
- эпицентром. По типу смещения пород в очаге он
может быть охарактеризован как сдвиг, сброс, надвиг
или более сложная их комбинация. Очаги, в
зависимости от глубины расположения, подразделяются
на мелкофокусные - в пределах земной коры до глубины
70 км; промежуточные - в верхней мантии в интервале
глубин 70-300 км и глубокофокусные на глубине от 300
до 600-700 км. Последние связаны с зонами субдукции
(погружения) литосферных плит в мантию Земли.
|
СЕЙСМИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ – максимальные
сейсмические воздействия на заданной территории,
превышение которых возможно с определенной
вероятностью в течение заданного интервала времени.
Сейсмическая опасность
обусловлена повторяемостью землетрясений. Оценка
сейсмической опасности - первый шаг к сейсмическому
районированию и оценке сейсмического риска.
Сейсмическая опасность обусловливается явлениями,
сопровождающими землетрясения (сотрясения грунта,
поверхностные разрывы, оползни, обвалы, цунами и
т.п.) и влияющими на нормальную жизнедеятельность.
Вероятностный анализ сейсмической опасности (ВАСО) -
метод, сочетающий в себе альтернативные модели
очагов землетрясений, периоды повторяемости
сейсмических явлений, зависимости затухания
сейсмического эффекта с расстоянием, а также явные и
случайные неопределенности в вероятностной модели
сейсмической опасности.
СЕЙСМИЧЕСКАЯ УЯЗВИМОСТЬ - отношение ожидаемых затрат на восстановление
объектов, которые могут быть подвержены разрушающему
воздействию землетрясения заданной интенсивности, к
их первоначальной стоимости. Уязвимость изменяется
от 0 (отсутствие повреждений) до 1.0 (не подлежит
восстановлению). Зная текущую стоимость объекта,
можно определить ущерб в денежном выражении.
Зависимость уязвимости от сейсмического воздействия
(например, в баллах) называется функцией уязвимости.
Под уязвимостью населения понимается возможная доля
погибших, раненых от общего числа жителей,
находившихся в той или иной зоне сейсмической
интенсивности. В некоторых странах, чтобы условно
оценить материальные потери, связанные с гибелью и
травмами людей, учитываются страховые выплаты,
связанные с этими случаями. В России же до сих пор
отсутствует закон о страховании от землетрясений.
СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ
- упругие
колебания,
распространяющиеся в Земле от очагов землетрясений,
взрывов и других сейсмических источников. Вблизи
очагов сильных землетрясений сейсмические волны
обладают разрушительной силой, а на значительных
расстояниях от эпицентров регистрируются лишь
сейсмографами. Основными типами волн являются
продольные, поперечные и поверхностные. Продольные
волны (Р) переносят изменения объёма в среде
(сжатия и растяжения). Колебания в них совершаются в
направлении распространения. Поперечные волны (S)
не образуют в среде объёмных изменений и
представляют собой колебания частиц, происходящие
перпендикулярно направлениям распространения волны.
Поперечные волны распространяются лишь в твердой
среде, в жидких средах отсутствуют. Последнее
обстоятельство, в частности, послужило
доказательством наличия "жидкого" (расплавленного)
ядра внутри Земли. Поверхностные волны по внешнему
виду напоминают волны на поверхности воды, однако
имеют иную природу, представляя собой суперпозицию
продольных и поперечных волн. Они многообразны
(волны Релея, Лява, Стоунли и др.). Скорость
распространения сейсмических волн увеличивается с
глубиной. С удалением от очага увеличивается и
период колебаний среды в их пределах.
СЕЙСМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ
- сейсмическая активность (частота) возникновения во
времени очагов землетрясений разных магнитуд,
обусловленная особенностями
пространственно-временного и энергетического
развития глубинных сейсмогеодинамических процессов и
структурой сейсмоактивных регионов. Характеризуется
среднемноголетними периодами повторяемости
землетрясений разных магнитуд, миграцией
сейсмической активизации, возникновением периодов
повышенной активности и затишья и т.п.
СЕЙСМИЧЕСКИЙ РИСК - вероятность
социально-экономического ущерба от возможных
землетрясений в соответствии с расчетной
сейсмической опасностью территории и уязвимостью
строительных и природных объектов
(тип зданий и инфраструктур, качество строительных
объектов, плотность населения, оползни, сели,
экология, и т.д.).
На основании оценок сейсмической опасности и оценок
уязвимости зданий и сооружений населенных пунктов
могут быть составлены карты сейсмического риска, на
основании которых, зная стоимость объектов, можно
оценить ожидаемый ущерб в денежном исчислении.
СЕЙСМИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ -
картирование потенциальной сейсмической опасности в
баллах макросейсмической шкалы или в других
параметрах (ускорение, скорости колебаний грунта и
др.), которые необходимо учитывать при строительстве
в сейсмических районах. Согласно российским
стандартам, сейсмическое районирование
подразделяется на общее сейсмическое районирование
(ОСР), детальное сейсмическое районирование (ДСР) и
сейсмическое микрорайонирование (СМР). Различие
между перечисленными видами сейсмического
районирования заключается в объектах изучения,
содержании задач и методиках их решения, что
определяет масштабы картирования. Карты
сейсмического районирования различного уровня входят
в состав Строительных норм и правил (СНиП), а также
других нормативных и методических документов по
сейсмостойкому проектированию и строительству.
СЕЙСМОГЕОДИНАМИКА -
в отличие от сейсмотектоники, характеризующей
преимущественно статику и геометрическую связь
сейсмических очагов с глубинным строением,
рассматривает природу сейсмичности как результат
движений земной коры и всей литосферы с учетом их
иерархической структуры, прочностных свойств,
напряженно-деформированного состояния, процессов
разрушения на разных масштабных уровнях - от
локальных очагов отдельных землетрясений до
региональных и глобальных сейсмогенерирующих
структур, а также пространственно-временного
развития сейсмической активности (миграция очагов и
др.).Термин "сейсмогеодинамика" был введен В.И.
Уломовым в начале
70-х гг.
XX
в.
и получил широкое распространение, в том числе и за
рубежом.
СЕЙСМОМЕТРИЯ
(от
сейсмо... и ...метрия) - раздел
сейсмологии, разрабатывающий приборы и методы
регистрации (записи) колебаний грунтов, сооружений и
др. объектов, главным образом при воздействии на них
сейсмических волн. Сейсмометрия начала развиваться с
начала 20 в. Приборы для записи сейсмических
колебаний называются
сейсмографами, результаты записи
-
сейсмограммами.
Регистрация сейсмических волн, возникающих при
землетрясениях, ядерных взрывах и от др. источников
упругих волн, ведётся на сейсмических станциях
автоматически и непрерывно. Обычно эти станции
удалены от источников возможных сейсмических помех,
а сейсмографы устанавливаются в заглубленных
помещениях на массивных фундаментах. Для
инженерно-сейсмологических исследований сейсмографы
устанавливаются в типовых зданиях и сооружениях и
обычно работают в ждущем режиме, т. е. включаются
при землетрясениях. |
|
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ОЧАГИ
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
(ПОЗ) - наиболее опасные в сейсмическом отношении
участки сейсмогенерирующих зон, которые проявляли
себя сейсмическими подвижками большой магнитуды в
очень далеком прошлом (палеосейсмодислокации,
археологические данные и др.), отстоящим от
настоящего времени на число лет, превышающее
среднемноголетний период повторяемости землетрясений
такой магнитуды. По тектоническим и геодинамическим
признакам могут быть выделены и менее явные
потенциальные очаги, о сейсмической истории которых
пока ничего не известно. |
|
|
ДРУГИЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Термин |
Определение |
Акселерограмма |
Запись ускорения колебаний объекта во времени. |
Анализ реакции площадки |
Определение движений грунта при землетрясении с учетом
местных условий грунта, с помощью теории распространения
плоских волн. Профиль грунта моделируется как столб
грунта конечной глубины, с бесконечным простиранием в
горизонтальных направлениях. Волны землетрясения
распространяются вверх по столбу грунта, определяя
движения грунта на поверхности. |
Анализ сейсмической опасности |
Количественная оценка опасности сотрясений грунта на
конкретной площадке. Сейсмическую опасность можно
анализировать детерминистически или вероятностно (см.
ДАСО и ВАСО). |
Вероятностный анализ сейсмической опасности (ВАСО) |
|
Движение свободной поверхности площадки
|
Движение, происходящее непосредственно на земной поверхности или вблизи поверхности на конкретной площадке при
отсутствии сооружения (строительного объекта).
Определяется по анализу реакции площадки. |
Деагрегационный анализ |
Методика компьютерного расчета наиболее вероятных
магнитуд землетрясений и расстояний от очага до
площадки, преобладающих в ВАСО при данном периоде
повторяемости и периоде колебаний. |
Детальная фаза изысканий |
Заключительная стадия изысканий, обеспечивающая
получение всех необходимых данных для разработки
детального проекта строительства конкретного сооружения
на выбранной площадке (участке трассы). |
Детерминистический анализ сейсмической опасности (ДАСО) |
Детерминистическая процедура по оценке опасности
движения грунта на площадке путем рассмотрения
конкретного сценария сейсмической активности, состоящего
из принятого землетрясения определенной силы,
произошедшего в определенном месте. |
Домен сейсмический (сейсмодомен) |
Аналог геологического понятия fabric domain —
структурная область. Трехмерное пространство в
деформированной среде, границы которого отмечены сменой
структуры или состава и внутри которого строение среды
однородно. Понятие домена сейсмического введено
В.И.Уломовым в 1987 г. в связи с разработкой фрактальной
решеточной модели сейсмичности (ФРМ).
См. Сейсмодомен. |
Запись землетрясения |
Запись смещения, скорости или ускорения колебаний
объекта (грунта, основания сооружений и т.п.) при
землетрясении в функции времени. Может быть
инструментальной или синтетической. |
Интенсивность землетрясения |
Качественная мера силы, масштаба и распределения
сотрясений грунта. Основана на
применении описательных шкал, визуальных наблюдениях и
сообщениях о повреждениях строений, геотехнических
разрушениях, изменениях земной поверхности и реакции
людей. Например: уточненная шкала Меркалли (ММI), шкала
Метеорологического агентства Японии (JMA) и шкала
интенсивности землетрясения, предложенная Медведевым,
Шпонхойером и Карником (MSK-64). |
Контрольное (начальное) движение |
Движение, возникающее в коренных породах. |
Кривая сейсмической опасности |
График зависимости между вероятностью превышения или
повторяемостью и амплитудой движения грунта (например,
МУГ) для указанного уровня достоверности, определенного
по ВАСО. |
Магнитуда землетрясения |
Количественная мера масштаба землетрясения, не зависящая
от места наблюдения. Определяется как десятичный
логарифм амплитуды максимального колебания грунта,
записанного на сейсмограмме при прохождении сейсмической
волны определенного типа с вводом стандартной поправки
на расстояние до гипоцентра. Обычно применяемые в мировой
практике шкалы магнитуд включают: шкалу магнитуд Рихтера
или шкалу локальных магнитуд (ML), шкалу
магнитуд поверхностных волн (Ms) (в России ей
соответствуют магнитуды MLH или MLV),
шкалу магнитуд объемных волн (mb) и шкалу моментных
магнитуд (MW). Шкала моментных магнитуд
позволяет избегать насыщения шкалы магнитуд, что
происходит с другими шкалами магнитуд. |
Максимальное расчетное землетрясение (МРЗ)
|
Максимальная расчетная интенсивность
сейсмических воздействий, выраженная в баллах,
ускорениях или в других единицах, вероятность
возникновения которой хотя и очень мала, но
макросейсмические последствия могут оказаться
значительными, вызвать существенные повреждения и/или
частичную потерю устойчивости сооружения, но не должно
привести к его обрушению или создать серьезную угрозу
для здоровья, безопасности, или окружающей среды. |
Максимальное спектральное ускорение |
Абсолютное максимальное ускорение в спектре реакции, не
зависящее от периода проявления. Подобное же определение
относится к спектральной скорости и смещению. |
Максимальное ускорение грунта (МУГ) |
Максимальное ускорение движения грунта, соответствующее ускорению
в нулевой период в спектре реакции. Подобное же
определение относится к скорости и смещению. |
Метод логического дерева |
Вероятностный метод учета неопределенностей моделей при
моделировании. В этом методе применяется структура из
узлов и ветвей в виде дерева, представляющих
соответственно точки принятия решений и альтернативные
модели. Ветви от каждого узла имеют определенный
заданный вес, который суммируется до 1. Поиск по логическому дереву
выполняется путем исчерпывающей выборки или по
вероятностной процедуре для определения статистических
рядов. |
Метод сейсмических жесткостей (МСЖ) |
Применяется для оценки относительных изменений
(приращений) сейсмической балльности при сейсмическом
микрорайонировании (СМР) площадок строительных объектов.
Оценка приращения балльности и расчет параметров
сейсмических воздействий осуществляется путем сравнения
отношений сейсмических (акустических) жесткостей,
представляющих произведение скорости распространения
сейсмических волн на средние значения плотности грунта
для изучаемого и эталонного разреза. |
Начальная фаза изысканий |
Начальная стадия изысканий, выполняемая с детальностью,
обеспечивающей обоснование концепции проекта
строительства и выбор наиболее благоприятных участков
для размещения сооружений в пределах исследуемой
территории. |
Определение начальной (исходной) сейсмичности |
Система оценки сейсмической опасности, основанная на
нормативных федеральных картах общего сейсмического
районирования (ОСР) и на официально утвержденных материалах
по детальному сейсмическому районированию (ДСР). |
Программа работ по изысканиям |
Документ, составляемый обычно изыскательской
организацией в соответствии с техническим заданием
заказчика и содержащий детальное описание выполняемых
работ, в том числе: краткую характеристику степени
изученности района и задач проекта; методы получения
данных (включая спецификацию применяемого оборудования),
методы анализа, обработки и представления информации,
оценку стоимости работ и календарный план их выполнения. |
Проектное землетрясение (ПЗ) |
Максимальная интенсивность сейсмических воздействий,
выраженная в баллах, ускорениях или в других единицах,
которая с определенной вероятностью может возникнуть в
течение срока службы строительного объекта, но не
причинить ему каких-либо существенных повреждений и не
привести к остановке его функционирования. |
Расчетный спектр реакции грунта |
Расширенный и сглаженный спектр реакции движения
свободной площадки, обычно получаемый путем анализа,
оценки и статистического комбинирования ряда отдельных
спектров реакции, полученных по записям движения грунта
при землетрясениях. |
Сейсмическая опасность |
Вероятность проявления сейсмических воздействий
определенной силы на заданной площади в течение
заданного интервала времени. Сейсмические воздействия
выражаются в баллах шкалы сейсмической интенсивности,
амплитудах колебаний грунта или иных характеристиках,
используемых при проектировании зданий и сооружений. |
Сейсмическая уязвимость |
Определяется как отношение стоимости восстановления к
общей стоимости соответствующего элемента риска. Под
элементами риска понимаются находящиеся на
рассматриваемой территории люди, инженерные сооружения
гражданского и промышленного назначения, коммуникации
жизнеобеспечения и другие составляющие инфраструктуры, а
также экономическая и коммерческая деятельность.
Уязвимость изменяется от 0 (отсутствие повреждений) до 1
(полное разрушение). |
Сейсмическая шкала (шкала сейсмической интенсивности,
шкала интенсивности землетрясений) |
Шкала оценки интенсивности колебаний на поверхности
Земли при землетрясениях. В России принята 12-балльная
шкала МSК-64, аналогичная европейской шкале
Меркалли-Канкани-Зиберга 1917 года, или американской
модифицированной шкале ММI 1931 года. |
Сейсмический момент в очаге землетрясения |
Мера масштаба землетрясения, связанная с усилением сил,
действующих по зоне сдвига. Рассчитывается по прочности
породы (модуль сдвига, умноженный на площадь разрывов и
на среднюю величину подвижки). Сейсмический момент
рассчитывается по магнитуде поверхностной волны, MS.
Обозначается Мо. |
Сейсмический риск |
Вероятность социального и экономического ущерба,
связанного с землетрясениями на заданной территории в
течение определенного интервала времени. Сейсмический
риск (R), сейсмическая опасность (H) и уязвимость (V)
связаны соотношением R = H x V. |
Сейсмическое микрорайонирование |
Раздел инженерной сейсмологии, задачей которого является
уточнение данных сейсмического районирования и степени
сейсмической опасности на застраиваемых территориях. 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. Большое влияние
на величину сейсмического балла оказывает обводнённость
пород (уровень грунтовых вод), их литологических состав
(для многолетнемёрзлых грунтов – их температура),
однородность и условия залегания грунтов, а также
характер рельефа (наличие крутых склонов также
увеличивает сейсмических эффект). Как правило, на
скальных и многолетнемёрзлых грунтах сейсмический эффект
на один балл понижается, на рыхлых, особенно увлажнённых
грунтах, – на 1 балл повышается. В соответствии со
Строительными нормами и правилами (СНиП) карты
сейсмического микрорайонирования застраиваемых
территорий должны учитываться при проектировании
сейсмостойких сооружений. |
Сейсмическое районирование |
Оценка потенциальной сейсмической опасности, т.е.
максимально возможной интенсивности землетрясений в
баллах сейсмической шкалы, которую необходимо учитывать
при строительстве в сейсмических районах.
Согласно российским стандартам, сейсмическое
районирование подразделяется на общее сейсмическое
районирование (ОСР), детальное сейсмическое
районирование (ДСР) и сейсмическое микрорайонирование
(СМР). Различие между перечисленными видами
сейсмического районирования заключается в объектах
изучения, содержании задач и методиках их решения, что
определяет масштабы картирования. ОСР (в настоящее время
- ОСР-97) отвечает федеральному уровню, ДСР -
региональному и СМР - местному.
Карты общего сейсмического районирования, определяющие
исходную сейсмическую опасность, входят в состав Строительных норм и правил (СНиП), а
также других нормативных и методических документов по
сейсмостойкому проектированию и строительству. |
Сейсмогеодинамика |
Область сейсмологии, изучающая геодинамику,
обусловливающую сейсмичность. В отличие от
сейсмотектоники, характеризующей преимущественно статику
и геометрическую связь сейсмических очагов с глубинным
строением, рассматривает природу сейсмичности как
результат движений земной коры и всей литосферы с учетом
их иерархической структуры, прочностных свойств,
напряженно-деформированного состояния, процессов
разрушения на разных масштабных уровнях - от локальных
очагов отдельных землетрясений до региональных и
глобальных сейсмогенерирующих структур, а также
пространственно-временного развития сейсмической
активности (миграция, механизм очагов и др.).Термин
введен В.И.Уломовым в 1974 г. |
Сейсмогеоценоз |
Эволюционно сложившаяся, пространственно ограниченная и
длительно самоподдерживающаяся сейсмогеодинамическая
система, установившаяся в конкретном сейсмоактивном
регионе и обусловленная взаимосвязями в
разломно-блоковой структуре. Представление о
сейсмогеоценозе были впервые сформулированы В.И.Уломовым
в 1992 г. для объяснения упорядоченности в
пространственном распределении сейсмоактивных регионов и
в самоорганизации их сейсмического режима, что
способствовало аргументированной магнитудной
параметризации региональных сейсмогенерирующих структур
(сейсмолинеаментов, доменов, потенциальных очагов) при
общем сейсмическом районировании (ОСР-97) Северной
Евразии. |
Сейсмодомен
(сейсмический домен) |
Сейсмодоменами
называют области (объемы) геологической среды,
характеризующиеся внутренней однородностью физических
свойств и рассеянной (не поддающейся
структурированию) сейсмичностью. В ряде случаев, при
более детальном изучении, в пределах доменов выявляются
линейно ориентированные кластеры очагов землетрясений.
Это обстоятельство используется при детальном
сейсмическом районировании (ДСР). Термин введен В.И.Уломовым в 1987 г.при
конструировании решеточной модели сейсмогенеза. В западной
методологии сейсмического районирования употребляется понятие "тектонические
провинции" - близкий аналог сейсмического домена. |
Сейсмолинеамент (сейсмический линемаент) |
Прямолинейная или почти прямолинейная узкая зона
упорядоченного распределения очагов землетрясений, в генерализованном
виде представляющая ось трехмерной сейсмоактивной
разломной или сдвиговой структуры земной коры или всей
литосферы и отражающая протяженные сейсмогенные разломы
и их сегменты, характеризующиеся сходной геодинамикой,
максимальной магнитудой (Mmax) местного землетрясения и
определенным сейсмическим режимом. Как правило,
сейсмолинеаменты (СЛ) выражены в приповерхностной части
земной коры зонами активных разломов, простирающимися
вдоль сейсмолинеаментов или образующими кулисный ряд,
ось которого примерно совпадает с осью СЛ. Термин введен
В.И.Уломовым в 1992 г для выполнения исследований по
сейсмическому районированию Северной Евразии - ОСР-97
(см. GSHAP в Интернете). |
Сейсмичность |
Подверженность Земли или отдельных территорий
землетрясениям. Характеризуется территориальным
распределением очагов землетрясений, их магнитудами и
частотой возникновения (сейсмический режим), интенсивностью и другими
параметрами. |
Сейсмостойкое строительство |
Строительство, осуществляемое в районах, подверженных
землетрясениям, с учётом воздействия на здания и
сооружения сейсмических (инерционных) сил. Наряду с
термином "сейсмостойкое строительство" получил
распространение более точный термин "антисейсмическое
строительство". Дополнительные требования к объектам,
строящимся в сейсмических районах, устанавливаются
соответствующими нормами (правилами). Сейсмическая
опасность районов, подверженных
землетрясениям, определяется по картам сейсмического
районирования. |
Состав работ |
Техническое описание видов работ, менее исчерпывающее,
чем Программа изысканий. |
Спектр реакции |
Максимальная реакция системы с одной степенью свободы на
конкретный ввод данных проявления землетрясения во
времени как функции периода собственных колебаний и
коэффициента затухания системы с одной степенью свободы.
Периоды собственных колебаний в данном случае обычно
находятся в диапазоне от 0,01 до 10,0 с. Диапазон
коэффициентов затухания обычно составляет от 1 до 5%. |
Уточнение общего сейсмического
районирования - УОСР |
Более детальные, по сравнению с
ОСР-97, исследования сейсмоактивных территорий,
результатом которых должно быть уточнение сейсмической
опасности (УСО) как отдельных пунктов (УСО-1), так и
ограниченных территорий (УСО-2, т.е. аналог ДСР),
основанное на уточнении модели исходной сейсмичности
(УИС). При этом обязательным является выполнение тех же
нормативных требований, которые заложены в вероятностные
оценки карт ОСР-97 (вероятности 10%, 5%. 1% и 0.5%
возможного превышения номиналов карт в течение 50-летних
интервалов времени). |
Уточнение исходной сейсмичности - УИС |
Уточнение разломно-блоковой
(линеаментно-доменной) модели зон возникновения очагов
землетрясений (зон ВОЗ) на основе более детальных
исследований, по сравнению с исследованиями по созданию
карт общего сейсмического районирования (ОСР-97),
имеющих федеральное значение. |
Уточнение сейсмической опасности - УСО |
Уточнение сейсмической опасности (УСО) осуществляется
путем расчетов на основе уточненной модели исходной
сейсмичности (УИС). В целом, УИС и УСО составляют основу
детального сейсмического районирования (ДСР)
сейсмоактивных территорий. При этом обязательно выполняются
те же нормативные требования, которые заложены в вероятностные
оценки карт ОСР-97 (вероятности 90%, 95%. 99% и 99.5%
непревышения номиналов карт в течение 50 лет).
|
|
ШКАЛЫ СЕЙСМИЧЕСКОЙ
ИНТЕНСИВНОСТИ
|
Краткое содержание Шкалы сейсмической интенсивности MSK-64
Авторы: С.В.Медведев (СССР),
Г.Шпонхойер (ГДР), В.Карник (Чехословакия)
Классификация сооружений и повреждений:
Описание сейсмического
эффекта:
1 балл - Неощутимое. Регистрируется приборами; |
2 балла - Едва ощутимое. Колебания ощущаются лишь
отдельными людьми на верхних этажах зданий; |
3 балла - Слабое землетрясение. Ощущается некоторыми
людьми, легкое раскачивание висящих предметов; |
4 балла - Заметное сотрясание. Ощущается внутри зданий,
раскачивание висящих предметов; |
5 баллов - Пробуждение. Ощущается внутри зданий, на
открытых участках, наблюдается раскачивание висящих предметов,
возможны повреждения 1-й степени в зданиях типа А; |
6 баллов - Испуг. Падает мебель, люди пугаются и выбегают
на улицу, возможны повреждения 1-й степени в отдельных зданиях
типа Б и во многих зданиях типа А, отдельные случаи оползней; |
7 баллов - Повреждение зданий. Испуг и паника. Многие
люди с трудом удерживаются на ногах, во многих зданиях типа В
повреждения 1-й степени; во многих зданиях типа Б повреждения
2-й степени во многих зданиях типа А повреждения 3-й степени,
оползни и трещины на дорогах; |
8 баллов - Сильное повреждение зданий. Во многих зданиях
типа В повреждения 2-й степени; во многих зданиях типа Б
повреждения 3-й степени во многих зданиях типа А повреждения 4-й
степени, случаи разрыва стыков трубопроводов, оползни и трещины
на дорогах; |
9 баллов - Всеобщее повреждение зданий. Во многих зданиях
типа В повреждения 3-й степени, во многих зданиях типа А
повреждения 5-й степени, случаи разрывы подземных частей
трубопроводов, искривление ж/д рельсов; |
10 баллов - Всеобщее разрушение зданий. Во многих зданиях
типа В- повреждения 4-й степени, в отдельных 5-й степени. Здания
типа Б- повреждения 5-й степени, большинство зданий типа А
-повреждения 5-й степени. Опасные повреждения плотин, дамб,
разрывы и искривления подземных трубопроводов. Появляются
трещины в грунтах от 0,2 до 1,0 м.
Возможны большие оползни на берегах рек; |
11 баллов - Катастрофа. Разрушение зданий хорошей
полстройки, мостов, плотин, ж/д путей, шоссейные дороги приходят
в негодность. Горные обвалы; |
12 баллов - Изменение рельефа. Сильные повреждения,
разрушения всех типов наземных и подземных сооружений.
радикальные изменения земной поверхности.
|
|
Краткое содержание
современной
Европейской макросейсмической шкалы ЕMS-98
Интенсивность,
баллы |
Определения |
Описание типичных наблюдаемых эффектов (сокращенно) |
1 |
Неощутимое |
Не ощущается |
2 |
Едва ощутимое |
Ощущается только некоторыми людьми, находящимися в покое в
помещении |
3
|
Слабое |
Ощущается в помещениях некоторыми людьми. Находящиеся в покое
в помещении люди ощущают раскачивание или легкое дрожание |
4 |
Широко наблюдаемое |
Ощущается многими людьми в помещениях, вне помещений только
немногими. Некоторые люди пробуждаются. Окна и двери скрипят,
дребезжит посуда |
5 |
Сильное |
Ощущается большинством людей в помещениях, вне помещений
только немногими. Многие спящие люди пробуждаются. Некоторые
испуганы. Все строения дрожат. Висящие предметы сильно
качаются. Мелкие предметы сдвигаются. Окна и двери качаются,
раскрываются или закрываются |
6 |
С легкими
повреждениями |
Многие люди испуганы и выбегают из помещений. Некоторые
предметы падают. Многие дома слегка страдают от неструктурных
повреждений вроде волосяных трещин или падения кусков
штукатурки |
7
|
С повреждениями |
Большинство людей испуганы и выбегают из помещений. Мебель
сдвигается и предметы падают с полок в большом количестве.
Многие хорошо построенные обычные дома страдают от умеренных
повреждений: мелкие трещины в стенах, выпадение штукатурки,
часть дымовых труб падает, старые здания могут обнаруживать
большие трещины в стенах и выпадение заполнителей из стен |
8
|
С сильными повреждениями |
Многие люди с трудом удерживаются на ногах. Многие дома имеют
крупные трещины в стенах. Некоторые хорошо построенные обычные
дома показывают очень сильные повреждения стен, в то время как
старые слабые постройки могут обрушиться |
9
|
Разрушительное |
Общая паника. Многие слабые конструкции обрушиваются. Даже
хорошо построенные обычные дома показывают очень сильно
повреждаются: выпадение стен или частичные конструктивные
разрушения |
10 |
Очень разрушительное |
Многие обычные хорошо построенные дома обрушаются
|
11 |
Опустошительное |
Большинство обычных хорошо построенных домов, даже некоторые с
хорошим антисейсмическим проектом, разрушаются |
12
|
Полностью опустошительное |
Почти все здания
полностью разрушаются
|
|
ЗАТУХАНИЕ СЕЙСМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА С УДАЛЕНИЕМ ОТ
ЭПИЦЕНТРА
Магнитуда землетрясения характеризует энергию
сейсмических волн, излучаемых его очагом, а
интенсивность сейсмических сотрясений на земной
поверхности зависит как от величины эпицентрального
расстояния, так и от глубины залегания очага.
Приведенные кривые
затухания характеризуют спадание интенсивности
сейсмических сотрясений с удалением от эпицентра
землетрясений разных магнитуд с "нормальной"
глубиной очагов, верхняя кромка которых расположена
достаточно близко к земной поверхности.
Чем очаг глубже, тем
слабее сейсмический эффект в эпицентре и тем
медленнее затухает он с расстоянием.
// Этот
эффект можно уподобить интенсивности освещенности
поверхности обычным фонариком. Чем ближе он к ней,
тем ярче освещенность на кратчайшем расстоянии от
него, но тем быстрее она убывает с удалением от
фонарика. При удалении же самого фонарика от
освещаемой поверхности освещенность в центре
становится тусклее, но зато этот "менее опасный
полумрак" охватывает достаточно большую площадь. //
СООТНОШЕНИЕ МАГНИТУДЫ
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
И ИХ СЕЙСМИЧЕСКОЙ
ИНТЕНСИВНОСТИ
|
Условное наименование
величины событий |
Ориентировочное соотношение величин
М и
I
для неглубоких очагов землетрясений |
Интервал магнитуд М,
по Рихтеру, единицы
В ОЧАГЕ |
Интенсивность I,
по шкале MSK-64,
баллы
НА ПОВЕРХНОСТИ |
Слабые |
2.8 - 4.3 |
3 -
6 |
Умеренные |
4.3 - 4.8 |
6 -
7 |
Сильные |
4.8 - 6.2 |
7 - 8 |
Очень сильные |
6.2 - 7.3 |
9 - 10 |
Катастрофические |
7.3 - 9.0 |
11 - 12 |
|
|
|
|
|