< Попер   ЗМІСТ   Наст >

Моделі та методики, що застосовуються в прогнозуючій системі.

Розрахунок параметрів вражаючих чинників, що утворюються при землетрусах.

Осередок землетрусу (область виникнення підземного удару) представляє деякий об'єм в товщі Землі, в межах якого відбувається процес вивільнення енергії, що накопичувалася тривалий час і часто має катастрофічні наслідки, рис. 5.2.

Ця енергія вивільняється при майже миттєвому переміщенні геологічних мас. Осередки землетрусу виникають на різних глибинах (Н). Велика частина їх залягає в земній корі (на глибині близько 20...30 км.). У деяких районах відзначаються поштовхи, які виходять із глибин у сотні кілометрів. Мірою загальної енергії хвиль служить магнітуда землетрусу (М) – деяке умовне число, пропорційне логарифму максимальної амплітуди зміщення частинок ґрунту.

Землетрус у м. Спітак (Вірменія)

Рис. 5.2. Землетрус у м. Спітак (Вірменія)

Ця величина визначається за результатами спостережень на сейсмічних станціях і виражається у відносних одиницях через амплітуду Zт (мкм) поверхневої хвилі і відстань R (км), до епіцентру землетрусу за формулою:

Найсильніший землетрус має магнітуду не більш 9.

Енергія, що виділяється при землетрусі (Дж) дорівнює:

Для характеристики струсів на поверхні Землі використовуються різні шкали інтенсивності землетрусів, за яких вона вимірюється в балах від 1 до 12, табл. 5.2.

Таблиця 5.2. Сейсмічна шкала (схематизована)

Бал

Тип (назва) землетрусу

Стисла характеристика

1

Непомітний

Відзначається тільки сейсмічними приладами.

2

Дуже слабкий

Відчувається окремими людьми в стані повного спокою.

3

Слабкий

Відчувається лише невеликою частиною населення.

4

Помірний

Розпізнається за легким деркотінням і коливанням речей, посуду, шибок, скрипу дверей.

5

Досить сильний

Загальне струс будівель, коливання меблів. Тріщини в шибках і штукатурці. Пробудження сплячих.

6

Сильний

Відчувається всіма. Відколюються шматки штукатурки, легке ушкодження будівель.

7

Дуже сильний

Тріщини в стінах кам'яних будинків. Антисейсмічні та дерев'яні будівлі залишаються цілими.

8

Руйнівний

Тріщини на крутих схилах, сирої Грунті, пам'ятники зсуваються. Сильні пошкодження будинків, пам'ятники здвигаються. Сильні пошкодження домов.

9

Спустошливий

Сильне пошкодження кам'яних будинків , зсуви , обвали .

10

Нищівний

Руйнування кам'яних будівель великі тріщини в ґрунті, зсуви і обвали, викривлення залізничних рейок.

11

Катастрофічний

Повне руйнування кам'яних будівель широкі тріщини в землі, численні зсуви та обвали.

12

Сильна катастрофа

Жодне споруда не витримує. Зміна рельєфу місцевості. Зміна рельєфу місцевості.

Максимальна інтенсивність в епіцентрі землетрусу дорівнює 10 балам. Вона визначається за формулою:

За відсутності даних про глибину гіпоцентру (Н):

Інтенсивність землетрусу на відстані R від епіцентру для однорідного ґрунту визначається за формулою:

Реальну інтенсивність землетрусу, що враховує тип ґрунту під забудовою, можна визначити за формулою:

де – прирощення бальності для ґрунту на якому побудовано будівлю в порівнянні з гранітом; – прирощення бальності для ґрунту на-

вколишньої місцевості. Значення для різних ґрунтів наведені в табл. 1.1. додатку 1.

Відстань R, км, від епіцентру на якому можливе виникнення коливань певної інтенсивності

Час приходу поздовжніх сейсмічних хвиль – 1 фаза землетрусу,, с:

де – середня швидкість поширення поздовжніх хвиль, км/с (табл. 1.2. додатку 1). Час приходу поверхневих сейсмічних хвиль – головна (II) фаза землетрусу, , с:

де – середня швидкість поширення поверхневих хвиль (табл. 1.2. додатку 1).

Інтервал часу від настання першої фази землетрусу до настання головної фази , с:

Ступінь руйнування будівель і споруд при даній інтенсивності землетрусу носить імовірнісний характер. Всі будівлі та споруди традиційної побудови (без антисейсмічних заходів) поділяють на 3 типи , кожному з яких властива певна сейсмостійкість, табл. 5.3.

Таблиця 5.3. Класифікація будинків і споруд за сейсмостійкості

Тип будівель і споруд за сейсмостійкістю споруд

Характеристика будинків

Сейсмостійкість Iс, бали

А

А1

Безкаркасні будівлі з місцевого матеріалу без фундаменту

4

А2

Будинок з сирцевої цегли на фундаменті

4,5

Б

Б1

Будинки з дерев'яним каркасом з легкими перекриттями

5

Б2

Будівля з паленої цегли або бетонних блоків

5,5

в

В1

Дерев'яні будинки, рубані в "лапу"

6

В2

Залізобетонні каркасні і великопанельні будівлі

6,6

Залежність типів будинків, кількості та ступеня їх пошкоджень від інтенсивності землетрусу наведено у таблиці 1.3. додатку 1.

Оскільки ймовірність отримання будівлями ушкоджень різного ступеня (табл. 1.4. додатку 1) та ймовірність втрат населення (табл. 1.5. додатку 1) є величинами випадковими, то їх оцінюють за формулами:

Загальні втрати населення:

Незворотні втрати:

Санітарні втрати:

де – ймовірність отримання будівлею ушкоджень відповідного ступеня (табл. 1.4. додатку 1). За своєю фізичною сутністю величини – представляють відносні втрати населення в будівлях, які розраховуються як відношення абсолютних втратдо загальної чисельності N:

Тоді абсолютні втрати населення в будинках при землетрусі можна визначити за формулою , де індекс і визначає вид втрат (загальні, незворотні або санітарні).

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >