Практическая работа Расчет и оценка последствий воздействия землетрясения

МЕТОДИКА РАСЧЕТА

Основные характеристики землетрясений

Энергия, выделяющаяся при землетрясении. Дж

(1.1)

где М - магнитуда - мощность землетрясения, выраженная максимальной амплитудой смещения почвы в миллиметрах на расстоянии 100 км, измеряемая в баллах по шкале Рихтера (0-9) и равная

А. Определение магнитуды землетрясения

(1.2)

Б. Определение интенсивности землетрясения на заданном расстоянии

Интенсивность землетрясения J (энергия на поверхности земли) - колебания грунта у поверхности земли, измеряемая по шкале MSK-64 в баллах (0 - 12):

Максимальная интенсивность в эпицентре землетрясения J ₀ определяется по формуле

(1.3)

где H - глубина гипоцентра землетрясения, км. При отсутствии данных о глубине гипоцентра

(1.4)

Интенсивность землетрясения на расстоянии R от его эпицентра (эпицентральное расстояние) для однотипного грунта определяется по формуле

(1.5)

В.Определение реальной интенсивности землетрясения в районе расположения населенного пункта.

Реальную интенсивность J *землетрясения, учитывающую влияние типа грунта под застройкой и на

остальной окружающей местности, можно определить по формуле

, (1.6)

- приращение балльности для грунта, на котором построено здание (по сравнению с гранитом); грунта в окружающей местности. Значения приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Прирашения балльности для различных грунтов

Тип грунта	,
Гранит	0
Известняк	0.52
Щебень, гравий, галька	1.36
Полускальные грунты (гипс)	0.92
Песчаные	1.6
Глинистые	1.61
Насыпные рыхлые	2.6

Расстояние R, км, от эпицентра, на котором возможно возникновение колебаний определенной интенсивности.

(1.7)

Г.Определение времени наступления первой и второй фаз землетрясения.

Время прихода продольных сейсмических волн - I фаза землетрясения, t1 ,с:

(1.8)

где V_пр - средняя скорость распространения продольных волн, км/с.

Для гранита V_пр =6,9 км/с; осадочных пород - 6,1 км/с; песчаники, известняки - 1,5-5.6 км/с; полускальные (гипс, мергель, глинистые сланцы) - 1,4-3,6 км/с; крупнообломочные (галька, гравий) - 1.1-2,1 км/с;

насыпные грунты - 0,2-0,5 км/с; песок - 0,7-1,6 км/с; глина, суглинок, супесь - 0,5-1,5 км/с.

Время прихода поверхностных сейсмических волн - главная (II) фаза землетрясения, tII , с:

(1.9)

где

V_пов -средняя скорость распространения поверхностных волн. Для гранита Vпов =5,6 км/с; известняки - 4,0 км/с; щебень, гравий, галька- 1,5 км/с; песчаный грунт - 1,2 км/с; глинистый грунт - 1 км/с; насыпной грунт- 0,35 км/с).

Интервал времени от наступления первой фазы землетрясения до наступления главной фазы t , с;

(1.10)

Степени разрушения зданий и сооружений при землетрясениях определяем по табл. 1.2.

Таблица 1.2

Характеристика землетрясений

Интенсивность (J), шкала MSK. балл	∆PФ, кг/см	Тип землетрясения	Магнитуда, М	Последствия разрушения
IV		Среднее	3	Разрешение остекления, ощущаются толчки в помещениях
V - VI	6 - 7,5 баллов ∆PФ , =0.1- -0.3 кгс/см2	Сильное	5	Средние разрушения деревянных зданий: слабые - кирпичных
VII		Очень сильное	5,5–6	Сильные разрушения деревянных зданий: средние - кирпичных: слабые - промышленных каркасных зданий
VIII	7.5-9 баллов ∆PФ , =0.3- -1 кгс/см2	Разрушительное	6–6,5	Полное разрушение деревянных зданий: сильные - кирпичных: среднее – ж/б промышленных зданий: трещины в почве: возможны пожары
IX		Опустошитель ное	7	Полное разрушение деревянных, кирпичных, промышленных здании: сильное - ж о. каркасных: разрыв коммуникаций; пожары
X	> 9 баллов ∆PФ , >1 кгс/см2	Уничтожающее	7,5	Обвалы, разрушение магистралей, полное разрушение всех зданий; пожары
XI -XII		Катастрофическое. Абсолютное	8-9	Полное разрушение здании. оползни, обвалы. Изменение течения рек и рельефа, пожары

Д. Определение величины и структуры потерь населения.

1. Исследованием выявлена закономерность величины потерь населения от его размещения в момент землетрясения вне зданий и сооружений (открыто) по 4 вариантам:

• вариант 01 - 5% населения;(ночное время)

• вариант 02 - 15% населения;(раннее утро или поздний вечер)

• вариант 03 - 25% населения;(рабочее время)

• вариант 04 - 40% населения.(часы "пик")

Показатели величины потерь населения по вариантам приведены в приложениях 2-5.

При определении размещения населения в момент землетрясения важное значение принадлежит определению типа зданий. Все населенные пункты по типам и вариантам делятся на три группы - крупные административные и экономические центры (1-й тип), средние города (2-й тип) и все остальные - населенные пункты 3 типа.

Зная интенсивность землетрясения в баллах, тип зданий жилой застройки, численность населения, находящегося в конкретном здании или сооружении (вариант размещения населения) по таблицам в приложениях 2-5 можно определить величину санитарных потерь в процентах к общей численности населения. Структура санитарных потерь определяется по приложению 6, в котором дается распределение потерь населения при землетрясениях по степени тяжести травм.