stringtranslate.com

Сейсмическая опасность

Карта движения поверхности для гипотетического землетрясения в северной части зоны разлома Хейворд и ее предполагаемого северного продолжения, зоны разлома Роджерс-Крик

Сейсмическая опасность — это вероятность того, что землетрясение произойдет в заданной географической области, в течение заданного окна времени и с интенсивностью движения грунта, превышающей заданный порог. [1] [2] При такой оценке опасности риск может быть оценен и включен в такие области, как строительные нормы для стандартных зданий, проектирование более крупных зданий и инфраструктурных проектов, планирование землепользования и определение страховых ставок. Исследования сейсмической опасности также могут генерировать две стандартные меры ожидаемого движения грунта, обе из которых путано сокращены как MCE; более простое вероятностное Максимальное Рассматриваемое Землетрясение (или Событие [3] ), используемое в стандартных строительных нормах, и более подробное и детерминированное Максимальное Вероятное Землетрясение, включенное в проектирование более крупных зданий и гражданской инфраструктуры, такой как плотины или мосты. Важно прояснить, о каком MCE идет речь. [4]

Расчеты для определения сейсмической опасности были впервые сформулированы К. Аллином Корнеллом в 1968 году [5] и, в зависимости от их уровня важности и использования, могут быть довольно сложными. [6] Региональная геология и сейсмологическая обстановка сначала исследуются на предмет источников и закономерностей возникновения землетрясений, как на глубине, так и на поверхности по записям сейсмометра ; во-вторых, воздействия этих источников оцениваются относительно местных геологических пород и типов почв, угла наклона и условий грунтовых вод. Таким образом, определяются и наносятся на карты зоны схожего потенциального землетрясения. Хорошо известный разлом Сан-Андреас проиллюстрирован как длинная узкая эллиптическая зона большего потенциального движения, как и многие области вдоль континентальных окраин, связанных с Тихоокеанским огненным кольцом . Зоны более высокой сейсмичности в континентальной глубине могут быть местом внутриплитных землетрясений и, как правило, изображаются как широкие области на основе исторических записей, таких как землетрясение в Новом Мадриде 1812 года , поскольку конкретные причинные разломы, как правило, не идентифицируются как источники землетрясений.

Каждой зоне даны свойства, связанные с потенциалом источника: сколько землетрясений в год, максимальный размер землетрясений ( максимальная магнитуда ) и т. д. Наконец, для расчетов требуются формулы, которые дают требуемые показатели опасности для заданного размера землетрясения и расстояния. Например, некоторые районы предпочитают использовать пиковое ускорение , другие используют пиковую скорость, а более сложные применения требуют спектральных ординат реакции.

Затем компьютерная программа интегрирует по всем зонам и выдает кривые вероятности для ключевого параметра движения грунта. Окончательный результат дает «шанс» превышения заданного значения за указанный промежуток времени. Стандартные строительные нормы для домовладельцев могут быть связаны с вероятностью 1 из 500 лет, в то время как атомные электростанции рассматривают временной интервал в 10 000 лет. Более долгосрочную сейсмическую историю можно получить с помощью палеосейсмологии . Результаты могут быть в форме спектра реакции грунта для использования в сейсмическом анализе .

Более сложные вариации на эту тему также рассматривают почвенные условия. [7] Более высокие движения грунта, вероятно, будут испытываться на мягком болоте по сравнению с твердыми скальными участками. Стандартные расчеты сейсмической опасности корректируются в сторону увеличения при постулировании характерных землетрясений . Районы с высокими движениями грунта из-за почвенных условий также часто подвержены обрушению грунта из-за разжижения . Обрушение грунта также может происходить из-за оползней, вызванных землетрясением, на крутой местности. Оползни большой площади также могут происходить на довольно пологих склонах, как это было видно во время землетрясения в Страстную пятницу в Анкоридже, Аляска , 28 марта 1964 года.

MCE

В обычном анализе сейсмической опасности, предназначенном для общественности, «максимальное рассматриваемое землетрясение» или «максимальное рассматриваемое событие» (MCE) для определенной области — это землетрясение, которое, как ожидается, произойдет один раз в приблизительно 2500 лет; то есть, оно имеет 2-процентную вероятность быть превышенным в течение 50 лет. Термин используется специально для общих строительных норм, которые люди обычно занимают; строительные нормы во многих местах потребуют, чтобы неосновные здания были спроектированы для «предотвращения обрушения» при MCE, так чтобы здание оставалось стоять — обеспечивая безопасность и эвакуацию жильцов — а не полное структурное выживание здания.

Гораздо более подробный и строгий MCE означает «максимальное вероятное землетрясение» [8] [9] , которое используется при проектировании небоскребов и более крупной гражданской инфраструктуры, такой как плотины, где разрушение конструкции может привести к другим катастрофическим последствиям. Эти MCE могут потребовать определения более одного конкретного землетрясения, в зависимости от разнообразия включенных структур. [10]

Карта пиковых ускорений грунта с вероятностью превышения 2% за 50 лет

Карты сейсмической опасности США

Некоторые карты, выпущенные USGS , показаны с пиковым ускорением грунта с вероятностью превышения 10% за 50 лет, измеренным в метрах на секунду в квадрате . Для некоторых частей США Национальный проект картирования сейсмической опасности в 2008 году привел к созданию карт сейсмической опасности, показывающих пиковое ускорение (в процентах от силы тяжести ) с вероятностью превышения 2% за 50 лет.

Компания Temblor , основанная в 2014 году, предлагает рейтинг сейсмической опасности для всей прилегающей территории США. Эта услуга бесплатна и не содержит рекламы для общественности. Рейтинг опасности «создана для вероятности испытать сильное сотрясение (пиковое ускорение грунта 0,4g) в течение 30 лет на основе модели опасности USGS NSHMP 2014 года». [11]

Глобальная карта пиковых ускорений грунта, понятная для людей с дальтонизмом, с вероятностью превышения 10% через 50 лет

Карты глобальной сейсмической опасности

Существуют также карты глобальной сейсмической опасности, которые аналогичным образом представляют уровень определенных движений грунта, имеющих 10% вероятность превышения (или 90% вероятность не превышения) в течение 50-летнего периода времени (что соответствует периоду повторяемости в 475 лет). [12]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Бейкер, Джек; Брэдли, Брендон; Стаффорд, Питер (2021). Анализ сейсмической опасности и риска. Cambridge University Press. ISBN 9781108425056. Получено 14 января 2021 г. .
  2. ^ Страница Natural Resources Canada о расчетах сейсмической опасности. Архивировано 2008-06-02 на Wayback Machine.
  3. ^ Крейг Тейлор и Эрик ВанМарк, ред. (2002). Приемлемые процессы риска: Lifeline и природные опасности. Рестон, Вирджиния: ASCE, TCLEE. ISBN 9780784406236.
  4. ^ [ "Архивная копия" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2012-03-30 . Получено 2011-10-06 .{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )Определения землетрясений, Университет штата Орегон
  5. ^ Корнелл, Калифорния, 1968, Инженерный анализ сейсмического риска, Бюллетень сейсмологического общества Америки, 58, 1583-1606
  6. ^ МакГвайр, Р. 2008, Вероятностный анализ сейсмической опасности: Ранняя история, Earthquake Engng Struct. Dyn., 37, 329–338 Архивировано 27.02.2009 на Wayback Machine
  7. ^ Ван, З. 2008. Техническая заметка о сейсмическом микрорайонировании в центральной части США, J. Earth Syst. Sci. 117, S2, стр. 749–756
  8. ^ Проектирование и оценка сейсмостойкости для проектов гражданского строительства, Департамент армии, Инженерный корпус армии США . Постановление № 1110-2-1806, 31 июля 1995 г.
  9. ^ Максимальное вероятное землетрясение. Архивировано 25 декабря 2007 г. в Wayback Machine , Бюро мелиорации США.
  10. ^ "Максимальное проектное землетрясение". Архивировано из оригинала 2007-12-25 . Получено 2011-10-06 .
  11. ^ "Сайт Темблор" . Темблор, Инк .
  12. ^ Giardini, D., Grünthal, G., Shedlock, KM и Zhang, P.: Карта глобальной сейсмической опасности GSHAP. В: Lee, W., Kanamori, H., Jennings, P. и Kisslinger, C. (ред.): Международный справочник по землетрясениям и инженерной сейсмологии, Международная геофизическая серия 81 B, Academic Press, Амстердам, 1233-1239, 2003.

Внешние ссылки