12. Микросейсмические условия территории. Инженерно-геологические факторы.

Под микросейсмическим районированием следует понимать выделение участков,обладающих одинаковой балльностью при определенных инженерно-геологических условиях.

Расстояние до эпицентра и глубина фокуса землетрясения определяют угол, под которым сейсмические волны подходят к поверхности земли.

• В районе эпицентра (при угле волн к поверхности >60 градусов) сила сейсмического воздействия будет так велика, что влияние инженерно-геологических условий на интенсивность колебаний будет незначительным.

• В случае, когда сейсмические волны подходят к поверхности под углом в 30-60 градусов большую роль в проявлении силы сейсмического толчка будут играть компоненты инженерно геологических условий, которые могут изменить сейсмичность отдельного участка на несколько баллов.

1) Геологическое строение. Глубинные разломы и геологические структуры, расположенные вкрест распространения сейсмической волны, могут служить экранирующей средой и способствовать ослаблению сейсмического эффекта. В то же время разрывные нарушения представляют большую опасность в виду возможных по ним перемещений. Аналогично опасны контакты между различными типами грунтов (например, скальными и дисперсными). Опасность может представлять многослойность пород при значительных наклонах поверхностей их контактов.

2) Геоморфологические условия. Существенную роль в формировании интенсивности колебаний на поверхности земли при землетрясениях играют различные элементы рельефа. В горных районах со сложной тектоникой картина может существенно усложняться. В зависимости от направления главных толчков, углов выхода волн на поверхность и прочего может наблюдаться весьма сложное распространение интенсивности землетрясения даже на небольших участках (например, до 2-3 баллов разницы между подножием склона и возвышенностью).

3) Гидрогеологические условия. В пределах верхней 10-метровой толщи повышение грунтовых вод влечет постоянное приращение балльности. При залегании грунтовых вод около 4 м от поверхности в песчаных супесчаных и глинистых грунта балльность территории повышается примерно на полбалла; если грунтовые воды залегают близко к поверхности – на 1 балл (в этом случае под глубиной залегания грунтовых вод понимается не сам уровень грунтовых вод, а зона капиллярного водонасыщения). Наиболее сейсмоопасными грунтами в водонасыщенном состоянии являются тонкие и пылеватые пески, торфа, глины, илы и т.д.

4) Грунты. Большое значение на формирование сейсмических свойств оказывают особенности состава, строения и состояния грунтов поверхностной зоны, мощность которой может быть принята за 20 м. Грунты разного состава имеют разную скорость прохождения сейсмических волн и в соответствии с этим разное приращение балльности по сравнению с гранитами (0). Исследования показали, что величина сейсмической балльности зависит от величины сейсмической жесткости, которая представляет собой произведение скорости распространения продольных сейсмических волн V на плотность грунта р. Существует эмпирическая формула оценки приращения балльности:

n=1,67[lg(V₀p₀) - lg(V_np_n)] + e^-0,04h2

V₀ и p_{0 -} скорость продольных волн и плотность гранита, V_n и p_n скорость продольных волн и плотность грунта, h - глубина залегания УГВ.

Характерны следующие показатели приращения сейсмической балльности для сухих грунтов: скальные от 0 (граниты) до 1(сланцы, нарушенные песчаники); полускальные от 0,5 (гипсы) до 1 (сцементированные пески); крупнообломочные от 1 до 1,5, песчаные около 1,5, глинистые от 1 до 2. Грунты обводненные имеют большее приращение балльности, чем грунты необводненные (приблизительно в 1,5 раза).

При микросейсмическом районировании необходимо учитывать трещиноватость и выветрелость пород.

5) Экзогенные геологические процессы. Большую опасность представляют склоновые участки ввиду развития на них экзогенных геологических процессовь (оползание, осыпание). В общем случае, чем больше процессов получили развитие на участке, тем более сложным будет распределение воозможной сейсмической интенсивности на на нем.

Для инженерно-геологического обоснования сейсмического микрорайонирования составляются карты трех типов:

1) частные аналитические карты, отображающие закономерности пространственного распределения и изменения отдельных геологических факторов, влияющих на сейсмичность территории;

2) общие аналитические комплексные карты, на которых приводится совместное отображение нескольких инженерно-геологических факторов;

3) синтетические специальные карты, отображающие деление территории на таксономические единицы, однородные по реакции на сейсмические воздействия.