Сейсмические явления

К сейсмическим относятся территории, подверженные землетрясениям, т. е. резким, внезап­ным подземным толчкам и колебаниям земной коры, угрожающим жизни и деятельности человека. Они имеют тектоническое происхождение и связаны с колебатель­ными движениями земной коры. Эти движения приводят к образованию гор и впадин, обусловливают накапливание напря­жений в толще горных пород литосферы в течение длительного времени. Когда такие напряжения достигают предела прочности горных пород, происходит разрыв литосферы или ее части (земной коры) и образуются разломы, ее блоки перемещаются, причем освобождается упругая энергия, которая и обусловливает резкие внезапные колебательные движения земной коры — ее сотрясе­ния. Область разрыва на глубине Земли, являющуюся непосред­ственным источником возникающих колебательных движений, принято называть областью очага землетрясения или гипоцент­ром. Условия строительства сооружений в сейсмических районах являются особыми, специфическими, они регламентируются спе­циальными строительными нормами и правилами (СНиП II-7-81*). Это районы, где жизнь и деятельность человека и окружа­ющая его природа постоянно нуждаются в охране.

При каждом землетрясении освобождается упругая энергия, которая распространяется в форме упругих волн от области очага землетрясения во все стороны к поверхности Земли. Естественно, что часть энергии, излучаемой очагом землетрясения, при этом расходуется (поглощается) на работу, совершаемую упругими волнами при их распространении. Поэтому энергия сейсмических волн, достигающих поверхности Земли, ослабевает и определяется глубиной залегания области очага землетрясения, расстоянием рассматриваемого пункта до эпицентра, геологическим строением участка и свойствами горных пород, его слагающих. Следова­тельно, интенсивность землетрясения определяется в первую очередь количеством энергии, выделяющейся в области очага землетрясения, и затем энергией сейсмических волн.

В сейсмологии применяют определенные методы вычисления энергии землетрясения. Она оценивается в эргах и джоулях (1 эрг = 1 дин/см; 1 дж = 10⁷ эрг). При землетрясениях, вызы­вающих разрушения, энергия оценивается в 10¹²—10¹³ дж, а при катастрофических достигает 10¹⁷—10²⁰ дж. Это очень большая энергия. Она в несколько миллионов раз превышает энергию атомной бомбы. На распространение сейсмических колебаний влияют следующие региональные факторы:

1) мощность покровных рыхлых осадочных пород и состав подстилающих пород, так как они обладают разной способностью поглощать сейсмическую энергию;

2) глубина залегании горных пород; интенсивность земле­трясений на определенном расстоянии от эпицентра вкрест простирания структуры бывает на 1 балл меньше, чем на том же расстоянии вдоль их простирания;

3) условия залегания крупных глубинных зон и разрывов; при распространении сейсмических волн вкрест их простирания происходят заметное поглощение сейсмической энергии и умень­шение интенсивности землетрясений в этом направлении.

Пер­воочередной задачей при строительстве в сейсмических районах является правильный выбор строительной площадки, основанный на детальном сейсмическом микрорайонировании. Второй очень важной задачей на начальных этапах проектирования является правильная компоновка сооружений на выбранной строительной площадке.

Для размещения городов и поселков, промышленных и граж­данских зданий и других сооружений в сейсмических районах следует выбирать территории с благоприятными в сейсмическом отношении инженерно-геологическими условиями, т. е. характе­ризующиеся спокойным рельефом, сложенные скальными, полу- скальными и плотными грубообломочными, песчаными и глинистыми породами, с глубоко залегающим уровнем подземных вод. Территории затапливаемые, заболоченную, с неглубоким залеганием подземных вод, сложенные насыпанными или намытыми неконсолидированными породами, отвалами, а так­же территории, опасные в отношении образования провалов, обвалов, крупных осыпей, оползней, селей и других геологиче­ских явлений, неблагоприятны для застройки. Поэтому террито­рии с расчетной сейсмичностью 7, 8, 9 баллов, имеющие неодно­родные инженерно-геологические условия, должны расчленяться на отдельные части незастраиваемыми участками, в пределах которых размещаются зоны зеленых насаждений, бульвары, парки, проезды, площади и др.

Глубина заложения фундаментов зданий и сооружений в сейс­мических районах в соответствии с существующими Строитель­ными нормами и правилами (СНиП II-7-81*) принимается такой же, как и в несейсмических районах. Однако при недоста­точной плотности, прочности и монолитности горных пород оснований рекомендуется применять специальные меры по искус­ственному улучшению их свойств методами уплотнения и укрепле­ния цементацией, силикатизацией и др. Особое внимание следует обращать на регуляцию поверхностного стока на строи­тельных площадках и предупреждение их увлажнения, обводне­ния и подтопления.

Для зданий повышенной этажности глубину заложения фунда­ментов рекомендуется увеличивать путем устройства подвальных помещений. Подвалы рекомендуется строить, как правило, под всем зданием или под отдельными отсеками. На участках распро­странения лёссовых просадочных пород рекомендуется предусма­тривать мероприятия по укреплению оснований.