Search

Как правило, каждое сильное и разрушительное землетрясение открывает совершенно новые особенности, как особенности воздействия, так и реакции грунтов. Всё это приводит к совершенствованию строительных норм и уточнению карт сейсмической опасности. В работе рассмотрено изменение представлений и влияний различных факторов, формирующих сейсмический эффект на примере сейсмического микрорайонирования (СМР) территории г. Владикавказа. С 1969 г., когда впервые на основе новейших для того времени подходов была построена первая карта СМР (следует отметить, что впервые для данной территории был на практике использован расчетный метод), развилась не только методология, но кардинально изменилось представление о сейсмическом потенциале всего Кавказа. В настоящей работе объединен подход, используемый за рубежом с достижениями российских ученых, играющих основополагающую роль в развитии и реализации дисциплины сейсмического микрорайонирования, в особенности инструментального метода, являющегося основным методом СМР., As a rule, every strong and destructive earthquake uncovers completely new features, both the characteristics of the impact and the reaction of soils. All this leads to the improvement of construction standards and the refinement of maps of seismic hazard. The paper considers the change in views and the influence of various factors forming a seismic effect on the example of seismic microzonation (SMZ) of the territory of Vladikavkaz city. Since 1969, when for the first time on the basis of the latest approaches for those time, the first SMZ map was constructed (it should be noted that for the first time in this area the calculation method was used in practice), not only the methodology developed, but the idea of the seismic potential of the entire Caucasus changed radically. This paper combines an approach used abroad with the achievements of Russian scientists, which play a fundamental role in the development and implementation of the discipline of seismic microzonation, especially the instrumental method, which is the main method of SMZ., №5(13) (2019)

Обсуждаются перспективы использования новых аппаратурно-методических разработок Института геологии ДФИЦ РАН для повышения сейсмической безопасности территории Дагестана. По предварительным расчетам разработанная на их базе деформационная станция траншейного типа (ДСТТ) в десятки раз дешевле и эффективнее, чем известная подземная деформационная станция штольневого типа, что делает реальным создание в сейсмоопасных районах сети ДСТТ и существенно расширит круг контролируемых параметров земной коры. В число этих параметров войдут локальные объемные деформации вмещающей среды, локальные линейные деформации в трех ортогональных координатах, величина и направление максимальных сдвиговых деформаций, азимут простирания и угол падения плоскости максимальных сдвиговых деформаций, деформация кручения относительно вертикальной оси, сейсмодеформации по трем координатам в широком частотном и динамическом диапазоне, локальные наклоны по двум ортогональным азимутам, сейсмоакселерограммы по трем ортогональным координатам в динамическом диапазоне 100 децибел, среднемасштабные (100 м) линейные деформации по трем ортогональным координатам, градиенты среднемасштабных линейных деформаций, среднемасштабные наклоны земной коры в двух ортогональных азимутах, крупномасштабные горизонтальные движения земной коры, вертикальные движения земной коры неприливные изменения силы тяжести и ее производных, обусловленные тектоническими причинами, амплитуды и фазы приливных гармоник во временных изменениях деформаций, наклонов, силы тяжести и ее градиентов. Становится возможным регулярное разномасштабное картирование всех перечисленных параметров, что означает качественно новый уровень деформационного мониторинга земной коры. Показана целесообразность использования комплекса для организации сейсмопрогностических наблюдений на территории Дагестана. К другим областям возможного применения разработок относятся геологоразведка, прецизионные гравитационные эксперименты, деформационный мониторинг крупных инженерных сооружений, прецизионные станки и системы позиционирования, что придает их реализации дополнительную актуальность. Описанный комплексный мониторинг предложено дополнить режимным просвечиванием сейсмоактивных зон Восточного Кавказа с использованием тяжелых вибросейсмоисточников и сейсмическим микрорайонированием крупных населенных пунктов в соответствие с существующими нормами и правилами., The prospects of using new hardware and methodological developments of the Institute of Geology of the Dagestan Federal Research Center of RAS to improve the seismic safety of the territory of Dagestan are discussed. According to the preliminary calculations, the trench-type deformation station (TTDS) developed on their basis is ten times cheaper and more efficient than the well-known underground deformation tunnel-type station, which makes it possible to create a TTDS network in seismically hazardous areas and which expand significantly the range of controlled parameters of the earths crust. These parameters will include local volumetric deformations of the host medium, local linear deformations in three orthogonal coordinates, the magnitude and direction of maximum shear deformations, the strike azimuth and the angle of incidence of the plane of maximum shear deformations, torsional deformation relative to the vertical axis, seismic deformation along three coordinates in a wide frequency and dynamic range, local slopes along two orthogonal azimuths, seismic accelerograms along three orthogonal coordinates in dynamic range 100 decibels medium-scale (100 m) linear deformations along three orthogonal coordinates, gradients of medium-scale linear deformations, medium-scale crustal tilts in two orthogonal azimuths, large-scale horizontal earths crust movement, vertical movement of the earths crust non-tidal changes in gravity and its derivatives caused by the tectonic reasons, the amplitudes and phases of tidal harmonics in temporal variations of deformations, inclinations, gravity and its gradients. It becomes possible a regular multi-scale mapping of all these parameters, which means a qualitatively new level of deformation monitoring of the earths crust. The expediency of using the complex for the organization of seismic-prediction observations in the territory of Dagestan is shown. Other areas of potential development applications include geological exploration, precision gravity experiments, strain monitoring of large engineering structures, precision machines and positioning systems, which gives their implementation additional relevance. It is proposed to supplement the described complex monitoring with regime transmission of seismically active zones of the East Caucasus using heavy vibro-seismic sources and seismic microzonation of large settlements following the existing norms and rules, Геология и геофизика Юга России, Выпуск 4 2019

Согласно Строительным Нормам и правилам мощность грунтовой толщи, которая подлежит изучению для целей сейсмического микрорайонирования (СМР), составляет 10м. Однако опытным путем было подтверждено, что правильнее рассматривать толщу грунта с мощностью 15-20м (которая непосредственно ответственна за сейсмический эффект на дневной поверхности) для исключения неизбежных в таких случаях заметных ошибок при долговременном прогнозе сейсмического эффекта того или иного землетрясения. В качестве примера были рассмотрены грунтовые условия г. Ленинакан (ныне г. Гюмри), на территории которого участки распространения туфов мощностью около 10м в процессе создания карты СМР были отнесены к зонам с минимальной расчетной сейсмической интенсивностью. При этом позже выяснилось, что указанный слой туфов залегал над мощной толщей осадочных грунтов, сейсмические свойства которых были значительно хуже свойств туфов. Использование способа микросейсм, даже не основного способа СМР, позволило бы обратить внимание на значительную аномалию спектрального состава колебаний и учесть данные особенности грунтовой толщи. Одной из главных загадок Спитакского землетрясения 1988 г. в Армении было значительное различие сейсмических эффектов между городами Кироваканом и Ленинаканом. Все 133 каркасно-панельных здания 111 серии были разрушены в результате землетрясения в г. Ленинакане, в то время как в г. Кировакане все 108 зданий той же серии не только не были разрушены, но даже не получили серьезных повреждений. Для оценки влияния толщи на особенности формирования спектра нами был проведен расчет для модели грунтового разреза под г. Ленинаканом. Анализируя результаты расчетов, было выявлено увеличение в 1,7 раз максимальных амплитуд колебаний и др. Использование расчетного метода даже в виде упрощенной модели позволяет получать вполне надежные данные и сделать вывод, что основной причиной возрастания разрушительного эффекта в городе Ленинакан явились резонансные явления в системе «грунтовая толща - здания и сооружения». Подобным образом был выполнен расчет ожидаемых резонансных частот колебаний мощной толщи для г. Владикавказа на территории Северной Осетии. Уточнение скоростного разреза территории позволяет уточнять полученные данные., According to the Construction Norms and Regulations, the width of the soil stratum to be investigated for seismic microzonation purposes is 10 m. However, it has been experimentally proven that it is more appropriate to consider the width of soil with a thickness of 15-20 m (which directly influences the seismic effect on the surface) and, even more, to exclude unavoidable in such cases, significant ambiguities in the long-term prognosis of the earthquake effect. As an example in the city of Leninakan (now Gyumri) the areas composed by tuffs were assigned to zones with a minimum assessed seismic intensity and their width was about 10 m. Moreover, later it became known that this layer of tuffs was deposited over a thick stratum of soils of significantly worse seismic properties. The use of the microtremor method, not even the main SMR method, would allow us to pay attention to the significant anomaly of the spectral composition of the vibrations and to take into account these features of the soil stratum. All 133 frame-panel buildings of the 111 series were destroyed as a result of the earthquake in Leninakan, while in Kirovakan all 108 buildings of the same series were not even seriously damaged. To estimate the influence of the stratum on the features of the spectrum formation we carried out a calculation for the model of the section below the city of Leninakan. Analyzing the results of calculations, an increase in 1.7 times of the maximum vibration amplitude was revealed. Thus, using the calculational method, even in the form of a simplified model, it is possible to obtain completely reliable data, and to conclude that the main cause of the increase in the destructive effect in the city of Leninakan was significant resonance phenomena in the system of “soil stratum - buildings and structures”. Similarly, the expected resonance frequencies of vibrations in a thick stratum in North Ossetia have been calculated. The refinement of the velocity section of the investigated territory will allow us to refine the obtained data in future., №6(14) (2019)

Каждое ощутимое землетрясение несет в себе уникальную информацию о его реальном проявлении на исследуемой территории. Именно поэтому данные о проявлении даже слабого землетрясения важны для создания и уточнения карт сейсмической опасности различного уровня. В работе проведен анализ имеющихся данных макросейсмического обследования исторических и прошлых землетрясений на территории г. Владикавказа. Выполнено сопоставление результатов макросейсмического обследования с действующей картой сейсмического микрорайонирования. С наибольшей интенсивностью на исследуемой территории проявляются землетрясения, генерируемые сейсмическими источниками на территории соседней Грузии, а также мощным Владикавказским разломом М=7,1 и другими, характеризующимися хотя и относительно меньшим сейсмическим потенциалом, но, тем не менее, заметным уровнем опасности местных очагов. Так, достаточно сильные землетрясения 1915 и 1929 годов в г. Владикавказе достигали интенсивности 6-7 баллов. При этом с такой же величиной интенсивности здесь проявились землетрясения, сгенерированные местными сейсмическими источниками (1872, 1874, 1922 гг.). В работе показано, что макросейсмические данные являются надежной основой при дифференциации территории по локальным, в том числе сейсмическим свойствам. В работе приводится достаточно детальный анализ проявления землетрясения от 7 января 2005 г., проявившегося интенсивностью 3-4 балла на территории г. Владикавказа, которое, несмотря на низкий класс события, позволило рассмотреть его как прямой индикатор сейсмических свойств грунтов города., Each perceptible earthquake provides unique information about its real manifestation on the investigated territory. That is why the data on the manifestation of even a weak earthquake are important for creating and refining seismic hazard maps of various levels. In the work the analysis of available data of macroseismic survey of historical and past earthquakes on the territory of Vladikavkaz city is carried out. The results of the macroseismic survey are compared with the current map of seismic microzonation. The earthquakes generated by seismic sources in the territory of neighboring Georgia, as well as the powerful Vladikavkaz fault M = 7.1 and others, which, although with a relatively smaller seismic potential, but nevertheless have a noticeable level of danger to local seismic sources. So, the strong enough earthquakes of 1915 and 1929, in the city of Vladikavkaz, reached an intensity of 6-7 degree. At the same time, with the same magnitude of intensity, earthquakes generated by local seismic sources (1872, 1874, 1922) appeared here. The paper shows that macroseismic data are a reliable basis for differentiating the territory according to local, including seismic, properties. The work provides a rather detailed analysis of the manifestation of the earthquake of January 7, 2005, with the intensity of 3-4 points on the territory of Vladikavkaz city, which, despite the low class of the event, allowed considering it as a direct indicator of the seismic properties of the soils., №6(14) (2019)

Проявление каждого ощутимого землетрясения несет в себе уникальную информацию о его реальном проявлении на исследуемой территории. Поэтому сбор и анализ всех имеющихся данных о проявлении сейсмически событий на исследуемой территории является важным по оценке сейсмической опасности. В работе рассмотрено проявление наиболее сильного землетрясения, произошедшего в современное время – Рачинского землетрясения 29 апреля 1991 г. на территории г. Амбролаури. Показано усиление сейсмического эффекта, обусловленного влиянием грунтовых условий. Рассмотрено проявление слабого землетрясения 2005 г. на территории г. Владикавказа и выполнено сопоставление с действующей картой сейсмического микрорайонирования. Использование современных информационных технологий позволило по признакам проявления слабых воздействий выделить отдельные участки, в которых сейсмический эффект может быть обусловлен индивидуальными локальными особенностями грунтовых условий, а также спектральными особенностями воздействия и состояния застройки, Macroseismic evidence of each significant earthquake carries a unique information about its actual impact on the investigated territory. Therefore, the collection and analysis of all available data on the occurrence of seismic events in the study area is important in assessing seismic hazard. The paper shows the manifestation of the strongest earthquake that occurred in modern times – the Racha earthquake on April 29, 1991 in the territory of Ambrolauri city. The increase in the seismic effect due to the influence of ground conditions is shown. The manifestation of a weak earthquake in 2005 in the territory of the city of Vladikavkaz is considered and a comparison is made with the current seismic microzoning map. The use of modern information technologies made it possible, on the basis of manifestations of weak effects, to single out individual areas in which the seismic effect can be caused by individual local features of ground conditions, as well as the spectral features of the impact and building conditions, Геология и геофизика Юга России, Выпуск 1 2018

В работе представлен инструментарий в виде ГИС-технологий для составления карты сейсмического микрорайонирования. Рассмотрены методы и способы индийской и российской практики сейсмического микрорайонирования Реализована компиляция исходных данных в оперативную экспресс ГИС-методику. Построена карта сейсмического микрорайонирования первого уровня для города Ченнаи (Индия) с использованием ГИС-платформы на основе использования специфических информационных слоев в виде пикового ускорения грунта (PGA), скорости поперечной волны, геологического строения территории, уровня грунтовых вод и глубины кровли подстилающих коренных пород. Пиковое ускорение для сейсмических источников оценивалось на основе отношения затухания. При этом максимальное ускорение PGA для Ченнаи составило 0,176 g, а для Владикавказа – 0,2 g (для вероятности превышения 5%). Анализ сейсмической опасности включал матрицы данных (дискретные наборы данных из разных тем были преобразованы в сетки) для расчета окончательной матрицы сейсмической опасности путем интеграции и анализа веса исходных тематических слоев. Город Ченнай в процессе исследования был разделен на три обширные зоны: высокой, умеренной и низкой сейсмической опасности. Карта сейсмического микрорайонирования города Владикавказа была представлена в единицах шкалы MSK-64 и единицах ускорения. В обоих рассмотренных подходах скорости поперечных волн были одной из основных инструментальных основ для соответствующих расчетов. Используя в качестве исходных данных сценариев синтезированные расчетные записи с учетом характеристик неисправностей, учитывается трансформация исходных акселерограмм, обусловленных свойствами почвы на территории., In the paper GIS approach for seismic microzonation map compilation is presented. Approaches of Indian and Russian seismic microzonation practice are considered and compilated in express GIS technique. A first level seismic microzonation map of Chennai city has been produced with a GIS platform using the themes, viz, Peak Ground Acceleration (PGA), Shear wave velocity at 3 m, Geology, Ground water fluctuation and bed rock depth. The peak ground acceleration for these seismic sources were estimated based on the attenuation relationship and the maximum PGA for Chennai is 0.176 g and for Vladikavkaz 0.2 g (for 5% exceedance probability). The seismic microzonation analysis involved grid datasets (the discrete datasets from different themes were converted to grids) to compute the final seismic hazard grid through integration and weightage analysis of the source themes. The Chennai city has been classified into three broad zones, viz, High, Moderate and Low Seismic Hazard. Vladikavkaz city microzonation map was presented in MSK-64 scale. In both approaches shear wave velocities was one of the basic instrumental data. Using as initial data of the scenario synthesized records, taking into account the characteristics of faults, takes into account the transformation of the original accelerograms stipulated by soil properties of the territory., Геология и геофизика Юга России, Выпуск 3 2018

The article discusses the need to take into account the resonance and nonlinear phenomena in soils for the seismic micro zoning of building and operating sites. Resonance and nonlinear phenomena are closely related to each other and depend on the structure of the medium under the site, and the intensity of seismic effects. Examples of what these phenomena are a common cause of destruction and damage of earthquake-resistant structures during earthquakes are presented. The methods that allow at a modern level to count the frequency characteristics of soil models taking into account it’s non-linear and resonance properties are reviewed. The results of the comparative analysis of theoretical calculations of the frequency characteristics of soil layered models with different thickness and different seismic properties are supplied. It has been shown that appearance of the nonlinear properties of the soil depends on its physical properties and stress condition. A comparison of the calculated frequency characteristics of ground systems taking into account the rheological properties for a variety of construction sites in the Odessa area in Kiev town are provided. The influence of various factors on the spectral contents and the value of oscillation of the upper section of the geological environment at the construction site are analyzed. The conditions of occurrence in it of dangerous resonance phenomena are formulated.

Установлены взаимосвязи амплитуд ускорений и спектров колебаний, особенности которых связаны с нелинейно-упругими и неупругими явлениями в грунтах при сильных воздействиях. Проведен анализ целого ряда факторов определяющих уровень сейсмической интенсивности. Показано, что созданы ус- ловия для составления карты сейсмического микрорайонирования не в традиционных единицах интен- сивностей, а непосредственно в единицах ускорений. Расчетный и инструментально-расчетный методы сейсмического микрорайонирования уже дают возможность представлять результаты в виде ускорений. Следовательно, в дополнение к традиционно используемым приращениям интенсивности, необходимо получать результаты основного инструментального метода сейсмического микрорайонирования также в виде ускорений. Предложены универсальные показатели, которые можно использовать для учета ускоре- ний в неявном виде, которые отличаются простотой получения и характеризуются большой общностью. Показана необходимость дальнейшего уточнения полученных показателей с целью стандартизации кри- териев., The interrelations of the amplitudes of accelerations and oscillation spectra are established, whose special features are connected with the nonlinearly elastic and inelastic phenomena in the soils under the strong impact. The analysis of a whole series of the factors determining the level of seismic intensity is carried out. It is shown that the conditions for mapping of seismic zoning are created not in the traditional units of intensities, but directly in the accelerations unit. The calculated and instrumental-calculated methods of seismic zoning give the possibility to present the results in the form of accelerations. Consequently, in addition to the traditionally used intensity increments, it is necessary to obtain the results of the basic instrument method of seismic zoning also in the kind of accelerations. The universal indices are proposed, which can be used to account the accelerations implicitly, which are characterized by simplicity of obtaining and by large generality. The need for further refinement of the obtained indices for the purpose of the standardization of criteria is shown, Геология и геофизика Юга России, Выпуск 3 2014

В результате проведения исследований созданы карты инженерно-геологического районирования территорий гг. Владикавказ, Беслан, Ардон, Алагир и Дигора. Материалы исследований, составляющие инженерно-геологическую основу карт сейсмического микрорайонирования, представлены в виде набора карт, выполненных в форме ГИС проекта, и содержат информацию, необходимую и достаточную для вы- деления однородных в инженерно-сейсмогеологическом отношении территориальных единиц, The zoning of cities Vladikavkaz, Beslan, Ardon, Alagir and Digora is completed. The results of research that are engineering-geological base of seismic microzonation maps are given as a set of maps in GIS project form, and contain the information necessary and sufficient for allocation of territorial units homogenous in engineer and seismo-geological respect., Геология и геофизика Юга России, Выпуск 3 2013