Ощутимые землетрясения и сейсмические воздействия

Цель исследования: повышение точности и достоверности ожидаемых параметров сейсмических воздействий на основе анализа исторических и современных ощутимых землетрясений с целью обеспечения экологической безопасности. Землетрясения оказывают разрушительное воздействие на инженерную инфраструктуру и природную среду. Они могут представлять критическую опасность для ответственных объектов, например, магистральных трубопроводов, объектов атомной энергетики, крупных химических производств. Обеспечение экологической безопасности является актуальной задачей фундаментальной науки, особенно в связи с экономическим и индустриальным развитием ранее малоосвоенных обширных регионов России. Это комплексная проблема, решение которой осуществляется по разным направлениям (прогноз землетрясений, мониторинг сейсмичности, расчет возможных сейсмических воздействий). Принятие безопасных проектных решений должно опираться на обоснованные оценки сейсмической опасности и исходных сейсмических воздействий. В настоящее время разработана и практически реализуется технология вероятностного анализа сейсмической опасности с учетом неопределенностей, связанных как с недостаточным знанием об очаге землетрясения (эпистемическая неопределенность), так и с естественной изменчивостью геологической среды (алеаторная неопределенность). В этой технологии большое значение имеют трудно проверяемые модельные представления и произвольно задаваемые параметры, что в значительной степени «отрывает» ее от реальных сейсмических событий, определяющих опасность. Такими событиями являются сильные землетрясения. Проявления как исторических, так и недавних землетрясений в инженерной и природной среде изучает макросейсмика, которая собирает и формирует коллекцию описаний и фактов, связанных с ощутимыми землетрясениями. Макросейсмические эффекты непосредственно отражаются в оценках интенсивности сотрясений в баллах. Они не содержат модельных ограничений. Землетрясения ниже порога ощутимости непосредственной опасности не несут. Однако оценки интенсивности в баллах не обеспечивают всего комплекта исходных данных, требуемых для проектирования. Необходимы также спектры реакции движения грунта. Они чувствительны к локальным грунтовым условиям. Влияние локальных грунтовых условий на параметры спектра реакции недостаточно изучено а, следовательно, является актуальным предметом исследования. В настоящее время появились первые исследования, в которых показано, что наиболее адекватные инженерные решения в сейсмостойком строительстве могут быть получены на основании энергетических характеристик сейсмических воздействий, поскольку они полнее описывают процессы разрушения. Исследование энергетических параметров сейсмических колебаний как характеристики сейсмических воздействий – актуальное, современное направление в области инженерной сейсмологии. Их использование может существенно повысить точность оценок сейсмической опасности и расчетов сейсмических воздействий. Описание задач, предлагаемых к решению: 1. Провести поиск макросейсмических сведений о землетрясениях в центральных и региональных архивах и в газетах. Оценить полноту и достоверность материала. По результатам поиска отобрать 3– 4 населенных пункта в разных сейсмотектонических условиях, для которых запланировать восстановление истории сейсмических сотрясений. 2. Составить историю сейсмических сотрясений в отобранных населенных пунктах на основании фактических данных. 3. На основании уравнения макросейсмического поля дополнить фактически наблюденные данные гипотетическими данными на базе каталога землетрясений. Оценить их совместимость. По возможности составить график повторяемости интенсивности сотрясений, аналогично графику повторяемости землетрясений. 4. Оценить консерватизм карт ОСР РФ, сравнив значения для этих населенных пунктов с реальной сейсмической историей. По возможности выработать рекомендации для корректировки карт. 5. Продолжить цикл работ по изучению влияния локальных условий на сейсмические воздействия. В частности, продолжить изучение скоростных характеристик грунтовой толщи методом многоканального анализа поверхностных волн (MASW) в различных геологических условиях для задач сейсмического микрорайонирования. Оценить оптимальность применения геофизических методов при проведении сейсмического микрорайонирования объектов, находящихся в различных геолого-геофизических условиях, с учетом масштабов неоднородностей грунтовой толщи и их генезиса, а также при определении параметров скоростного разреза для последующих расчетов по методам СМР. 6. Провести сбор данных по параметрам сейсмических колебаний, определяющих энергию сейсмических воздействий. Исследовать влияние энергетических характеристик на сейсмический эффект.