Сейсмическая опасность - Seismic hazard

А сейсмическая опасность вероятность того, что землетрясение произойдет в заданной географической области, в заданное временное окно и с интенсивностью движения грунта, превышающей заданный порог.[1] При такой оценке опасности рисковать могут быть оценены и включены в такие области, как строительные нормы для стандартных зданий, проектирования больших зданий и объектов инфраструктуры, планирование землепользования и определение страховых тарифов. Исследования сейсмической опасности также могут генерировать два стандартных показателя ожидаемого движения грунта, оба из которых ошибочно сокращены до MCE; проще вероятностный Максимально допустимое землетрясение (или событие[2] ), используемые в стандартных строительных нормах и правилах, а более подробные и детерминированный Максимальное достоверное землетрясение заложено в конструкции крупных зданий и гражданской инфраструктуры, например, плотин или мостов. Важно уточнить, о каком MCE идет речь.[3]

Карта движения поверхности при гипотетическом землетрясении в северной части Зона разлома Хейворд и его предполагаемое северное продолжение, Зона разлома Роджерс-Крик

Расчеты для определения сейсмической опасности впервые были сформулированы К. Аллин Корнелл в 1968 г.[4] и, в зависимости от уровня важности и использования, может быть довольно сложным.[5] Региональная геология и сейсмология сначала исследуются на предмет источников и характера возникновения землетрясений, как глубоко и на поверхности из сейсмометр записи; во-вторых, воздействие этих источников оценивается с учетом местных геологических пород и типов почвы, угла наклона и состояния грунтовых вод. Таким образом, определяются и наносятся на карты зоны сходных потенциальных землетрясений. Хорошо известный Сан-Андреас разлом изображается как длинная узкая эллиптическая зона большего потенциального движения, как и многие области вдоль окраин континентов, связанные с Тихоокеанское огненное кольцо. Зоны повышенной сейсмичности в континентальной части могут быть местом для внутриплитные землетрясения ) и, как правило, изображаются как широкие области, основанные на исторических записях, таких как Землетрясение 1812 года в Новом Мадриде, поскольку конкретные причинные разломы обычно не идентифицируются как источники землетрясений.

Каждой зоне присваиваются свойства, связанные с потенциалом источника: сколько землетрясений в год, максимальный размер землетрясений (максимальная величина ) и т. д. Наконец, для расчетов требуются формулы, дающие требуемые показатели опасности для данного размера землетрясения и расстояния. Например, некоторые районы предпочитают использовать пиковое ускорение, другие используют пиковую скорость, а для более сложных применений требуются спектральные ординаты отклика.

Затем компьютерная программа интегрирует по всем зонам и строит кривые вероятности для ключевого параметра движения грунта. Конечный результат дает «шанс» превышения заданного значения в течение заданного промежутка времени. Стандартные строительные нормы и правила для домовладельцев могут быть связаны с вероятностью 1 из 500 лет, в то время как атомные станции рассматривают временные рамки в 10 000 лет. Долгосрочная сейсмическая история может быть получена с помощью палеосейсмология. Результаты могут быть в виде земли спектр реакции для использования в сейсмический анализ.

Более сложные вариации на тему также учитывают почвенные условия.[6] Более сильные колебания грунта могут возникать на мягком болоте по сравнению с твердым каменным участком. Стандартные расчеты сейсмической опасности корректируются в сторону увеличения при постулировании характерные землетрясения. Участки с сильным движением грунта из-за почвенных условий также часто подвергаются разрушение грунта из-за разжижения. Разрушение почвы также может произойти из-за землетрясения. оползни на крутой местности. Оползни на больших площадях могут происходить и на довольно пологих склонах, как это было видно на Страстная пятница, землетрясение в Анкоридж, Аляска, 28 марта 1964 г.

MCE

В обычном анализе сейсмической опасности, предназначенном для населения, анализ «максимально допустимого землетрясения» или «максимального рассматриваемого события» (MCE) для конкретной области - это землетрясение, которое, как ожидается, произойдет примерно раз в 2500 лет; то есть вероятность его превышения через 50 лет составляет 2%. Этот термин используется специально для общих строительных норм, которые обычно используются людьми; строительные нормы и правила во многих населенных пунктах требуют, чтобы второстепенные здания проектировались так, чтобы «предотвращать обрушение» в MCE, чтобы здание оставалось стоять, что обеспечивало безопасность и возможность эвакуации людей, а не полное сохранение конструкции здания.

Гораздо более подробный и строгий MCE означает «максимальное вероятное землетрясение»,[7][8] который используется при проектировании небоскребов и более крупных объектов гражданской инфраструктуры, таких как плотины, где разрушение конструкции может привести к другим катастрофическим последствиям. Эти MCE могут потребовать определения нескольких конкретных событий землетрясения, в зависимости от разнообразия включенных структур.[9]

Карты сейсмической опасности США

Карта максимального ускорения грунта с 2% вероятность превышения через 50 лет

Некоторые карты, выпущенные USGS показаны с пиковое ускорение грунта с 10% вероятность превышения через 50 лет, измеряется в Метр на секунду в квадрате. В некоторых частях США в рамках Национального проекта по картированию сейсмической опасности в 2008 г. были составлены карты сейсмической опасности, показывающие пиковое ускорение (в процентах от сила тяжести ) с 2% вероятностью превышения через 50 лет.

Темблор, компания, основанная в 2014 году, предлагает рейтинг сейсмической опасности для всей территории США. Эта услуга бесплатна и не содержит рекламы. Оценка опасности «рассчитана на основе вероятности сильной тряски (пиковое ускорение грунта 0,4g) через 30 лет на основе модели опасности USGS NSHMP 2014 года».[10]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Страница Natural Resources Canada по расчетам сейсмической опасности В архиве 2008-06-02 на Wayback Machine
  2. ^ Крейг Тейлор и Эрик ВанМарке, изд. (2002). Приемлемые процессы риска: линия жизни и природные опасности. Рестон, Вирджиния: ASCE, TCLEE. ISBN  9780784406236.
  3. ^ [«Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2012-03-30. Получено 2011-10-06.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь) Определения землетрясений, Государственный университет Орегона
  4. ^ Корнелл, К.А. 1968, Анализ инженерных сейсмических рисков, Бюллетень сейсмологического общества Америки, 58, 1583-1606
  5. ^ Макгуайр, Р. 2008, Вероятностный анализ сейсмической опасности: ранняя история, Earthquake Engng Struct. Дин., 37, 329–338 В архиве 2009-02-27 на Wayback Machine
  6. ^ Wang, Z. 2008. Техническая заметка о сейсмическом микрорайонировании в центральной части США, J. Earth Syst. Sci. 117, S2, стр. 749–756
  7. ^ Проектирование и оценка землетрясений для проектов строительных работ Инженерно-конструкторское управление армии, Инженерный корпус армии США. Постановление № 1110-2-1806 от 31 июля 1995 г.
  8. ^ Максимальное вероятное землетрясение, Бюро мелиорации США
  9. ^ Максимальное расчетное землетрясение
  10. ^ «Сайт Темблор». Темблор, Инк.

внешняя ссылка