Сейсмические волны

Лекция 2. Сейсмические волны

2.1. Сейсмические волны

Сейсмические волны – упругие волны, возникающие в очаге землетрясения в результате тектонических сдвигов, вспарывания пород и распространяющиеся в толще земной поверхности. В результаты их прохождения на здания и сооружения оказывается кинематическое воздействие, вызывающее их движения.

Различают:

– глубинные (объемные) сейсмические волны среди которых выделяют продольные (Р) и поперечные (S);

– поверхностные, которые разделяют на волны Релея (R) и волны Лява (L).

[pic 1]

Рис. 2.1. Запись сейсмографа

Р - волна (primary) происходит смещения частиц вдоль направления волн с периодом колебаний 0,2-0,5 с и скоростью VP=8-10 км/с;

S - волна (secondary), частицы колеблются  перпендикулярно направлению движения фронта волны с периодом колебаний 1,0-1,5 с и скоростью  VS=5 км/с.

[pic 2]

Рис. 2.2. Сейсмические волны

Основная фаза землетрясения связана с приходом поверхностных волн Рэлея (R) со скоростью VP=3,2-4,4 км/с.

Волны Лява (L) возникают только при наличии слоистости среды при условии, что скорость распространения поперечных волн в верхнем слое меньше, чем в нижнем. VL=3,2-4,4 км/с.

         Короткопериодные колебания являются опасными для жестких зданий – каменных, крупноблочных и крупнопанельных.

        Длиннопериодные колебания опасны для гибких сооружений – каркасные и монолитные, водонапорные и телевизионные башни, трубы.

       Почвенный слой имеет периоды собственных колебаний от 0,2 до 0,7 с, а большинство зданий имеют собственные колебания в диапазоне (0,1–1,5 с), то возможно возникновение резонанса, что усиливает опасность разрушений.

       Во время предварительной фазы землетрясения возможны повреждения несущих конструкций, которые усиливаются приходом главной фазы.

      Поверхностные волны Релея (R) распространяются в большей части в толще верхнего слоя земной коры вдоль подстилающего слоя, затухают медленней, чем глубинные волны. Они становятся преобладающими по интенсивности над глубинными и переносят основную часть энергии сейсмических колебаний, являясь основной причиной колебаний грунтов.

2.2. Сейсмическое районирование и микрорайонирование.

Территория стран СНГ примыкает к наиболее активным сейсмическим поясам — Тихоокеанскому и Средиземноморскому.

Сейсмическое районирование для строительных целей заключается в том, что территорию, подверженную землетрясениям, разделяют на районы с одинаковым сейсмическим воздействием на здания и сооружения. К сейсмически опасным районам относится западная часть Молдавии.

Карта сейсмического районирования кроме зон интенсивности сотрясений в 6, 7, 8, 9 баллов и более, должна содержать следующие данные:

– зоны наиболее вероятного возникновения очагов разрушительных землетрясений (зоны ВОЗ). Эти зоны дифференцированы по на три категории:                                                                

- сведения о вероятности сотрясений с нормативной интенсивностью 7, 8 и 9, т. е. повторяемость сотрясений по интервалам времени в 100, 1000 и 10 000 лет — 71, 72, 73; 81, 82, 83; 91, 92, 93. Категории повторяемости определены из условий назначения сейсмических нагрузок с вероятностью 0,95 от максимальных.