Інженерна сейсмологія

ІНЖЕНЕ́РНА СЕЙСМОЛО́ГІЯ  — один із напрямів сейсмології, який вивчає процеси впливу землетрусів на інженерні споруди, будівлі та ґрунти, на яких вони розташовані, з метою вживання під час проектування та будівництва запобіжних заходів від руйнування. Дослідж. І. с. враховують досягнення заг. сейсмології, сейсмотектоніки, інж. геології та гідрогеології, буд. механіки та механіки ґрунтів. Прогнозування сейсміч. впливів виконують насамперед у вигляді ймовірніс. карт заг. сейсміч. небезпеки території, яку обчислюють у балах макросейсміч. інтенсивності I₀ (за 12-бал. шкалою MSK-64) із зазначенням періоду її повторюваності або в пікових прискореннях коливання ґрунту а_g, еквівалентних цій інтенсивності. Гол. мета заг. сейсміч. районування (ЗСР) — поділ території, схильної до сильних землетрусів, на р-ни з різними ступенями небезпеки та ризику, і, відповідно, різними вимогами до антисейсміч. заходів під час проектування. Таке ймовірнісне прогнозування в Україні відображене на норматив. картах ЗСР-2004, вміщених у Держ. буд. нормах В.1.1-12-2006 «Будівництво в сейсмічних районах України». Ін. важливим напрямом І. с. є оцінювання впливу різноманіт. ґрунт. умов варіацій I прогноз. норматив. сейсмічності в середині окремого насел. пункту чи буд. майданчика. Оцінювання I проводять методами сейсміч. мікрорайонування. Значення I, залежно від інж.-сейсміч. властивостей ґрунтів, можуть варіювати від I = — 1 бал (на гірських породах) до I = + 1 бал (на пухких ґрунтах). Кінцева розрахунк. інтенсивність для конкрет. об’єкта будівництва повинна бути: I_R = I₀ ± I. І. с. здійснює також збір кількіс. даних щодо сильних рухів ґрунту: зміщення, швидкості, прискорення сейсміч. коливань. Під час проектування висотних, складних за конструкцією та відповідал. будівель необхідне прогнозування точних значень періодів, амплітуд і тривалості коливань ґрунту від землетрусів та їхній розподіл у спектрал. і часовій ділянках. Найточніше характеризує коливал. рухи розрахунк. (модел.) акселерограма — запис з часом прискорення коливання ґрунту для прогноз. сейсміч. впливів з урахуванням I_R на конкрет. буд. майданчику. Для моделювання акселерограм використовують різноманітні методи, зокрема й перерахунок інструмент. записів акселерограм на реал. буд. майданчик, теор. розрахунок від модел. сильного землетрусу, трансформацію слабких коливань ґрунту в зону сильних з урахуванням статистич. регіон. даних. Під час розрахунку сейсміч. навантажень в І. с. використовують статич. і динаміч. методи. У першому випадку будівлю та споруду розглядають як цілковито жорсткий об’єкт: усі його точки коливаються так само, як і основа, на яку впливають сейсмічні навантаження, що визначаються за величиною макс. прискорення. У другому випадку вважають, що споруда має кінцеву гнучкість та сейсмічні навантаження характеризуються макс. прискоренням і коефіцієнтом динамічності. Розвиваються також методики штуч. ущільнення ґрунтів і підвищення їхньої сейсмостійкості. І. с. виникла на поч. 20 ст. як результат вивчення наслідків катастрофіч. землетрусів. У цей період виявлено, що будівлі, розташ. на пухких алювіал. відкладах, ушкоджуються сильніше, ніж ті, які збудовані на виходах скел. порід. Завершений опис впливу ґрунтів на інтенсивність землетрусу вперше подано у праці япон. вченого К. Сюєхіро. Знач. внесок у розвиток І. с. зробили рос. науковці С. Медведєв (здійснював експеримент. дослідж. впливу властивостей ґрунт. масивів на сейсмічне коливання будівель і споруд; розробив сейсмічну шкалу та систему сейсміч. мікрорайонування), М. Шебалін (вивчив закономірності сейсміч. хвильового поля та його особливості у найближчій від вогнища зоні), С. Поляков, Я. Айзенберґ, франц. фізик М. Біо, амер. інж. Дж.-В. Гаузнер (дослідж. останніх призвели до розроблення методів сейсмостій. будівництва). Нині розвиток І. с. пов’язаний з завданнями будівництва особливо важливих об’єктів, зокрема гідротех. споруд, атом. електростанцій тощо. Ця проблема активізувалася після аварії на АЕС «Фукусіма-1» (Японія). В Україні проблеми І. с. вивчають в Інституті геофізики НАНУ (Київ) та його відділах, зокрема сейсмічності Карпат. регіону (Львів), сейсмології (Сімферополь), а також низці проект. установ.

Завантажити статтю