2.2.Влияние подземных вод на интенсивность и последствия землетрясений

Опыт изучения последствий землетрясений показал, что разрушительный эффект сильных землетрясений зависит от характера грунтов и гидрогеологических условий приповерхностных горизонтов — глубины залегания грунтовых вод, влажности пород. Различия в интенсивности сейсмических воздействий могут достигать 1—2 баллов.

Это весьма существенно, если учесть, что, например, при 6-балльном толчке кирпичные дома остаются нетронутыми и лишь в отдельных случаях испытывают слабые повреждения, а при 8-балльном землетрясении в таких домах образуются крупные трещины и возможно частичное разрушение.

В настоящее время накоплены многочисленные данные о влиянии уровня грунтовых вод на интенсивность землетрясений. Приведем некоторые примеры, заимствованные из работ сейсмологов С. В. Медведева, И. А. Ер­шова и Е. В. Поповой.

Интенсивность землетрясения 1948 г. в Ашхабаде на участках с глубиной уровня грунтовых вод от 4 до 10 м была па 0,5 балла выше, чем на участках с залеганием грунтовых вод глубже 10 м. При Ленинабадском землетрясении в марте 1972 г. интенсивность сотрясений возрастала па 1 балл в местах с близким (до 5 м) залеганием грунтовых вод. Во время 8—9-балльного землетрясения на Курильских островах в ноябре 1958 г. в поймах рек, где глубина грунтовых вод 0,5 м, отмечалось приращение на 1 балл по сравнению с участками, где уровень грунтовых вод 3—5 м. При слабых землетрясениях в районе Эрдэнэт (Монгольская Народная Республика) было зафиксировано повышение интенсивности сотрясений на 1,9 балла в местах с залеганием грунтовых вод до 2,5 м. Влияние увлажнения в наибольшей степени проявляется для песчаных, песчано-глинистых и лёссовых грунтов.

Разрушительный эффект землетрясений зависит от деформаций грунтов при прохождении сейсмических волн.

Интенсивность таких деформаций различна в сухих и водонасыщенных грунтах. В песчано-глинистых грунтах при увлажнении нарушаются структурные связи.

Влажные пески под действием вибрации могут разжижаться. Многим, вероятно, приходилось наблюдать это на пляже: комок влажного песка сохраняет свою форму, но, если его похлопать пальцем, он расплывается. Известны случаи, когда при сильных землетрясениях разжижение песчаных грунтов, на которых построены здания, приводило к большой осадке и наклону зданий.

Уже упоминалось о последствиях, связанных с разжижением грунтов во время землетрясений в Чили и на Аляске. Разжижению могут подвергаться и лёссовые грунты.

Особую опасность представляет разжижение грунтов на склонах, подверженных оползням.

Поскольку интенсивность землетрясений зависит от уровня грунтовых вод, гидрогеологические условия обязательно учитываются при сейсмическом микрорайонировании городов, которое проводится для выделения участков с различной степенью сейсмической опасности. Но уровень грунтовых вод не остается постоянным. Он может существенно изменяться под влиянием деятельности человека. В ряде городов, в промышленных и сельскохозяйственных районах юга нашей страны наблюдается повышение уровня грунтовых вод, связанное со строительством, орошением и другими причинами. В таких условиях необходимы мероприятия, предотвращающие подъем уровня грунтовых вод или способствующие его снижению.

Эксперименты, проведенные молдавскими специалистами на опытном полигоне в долине Днестра, показали, что при снижении уровня грунтовых вод в песчано- глинистых грунтах от 1 до 3 м интенсивность сейсмических колебаний на поверхности грунта уменьшается на 1 балл.

Таким образом, на участках, где уровень грунтовых вод неглубокий или повышается в результате деятельности человека, искусственное понижение грунтовых вод, их дренирование в определенных условиях служат эффективным средством уменьшения сейсмической опасности.