3.25 спектральная характеристика сейсмического воздействия на сооружение: Спектр наибольших ускорений осциллятора, соответствующий данному землетрясению, или огибающая спектров наибольших ускорений осциллятора, характеризующая возможное воздействие на сооружение совокупности многих землетрясений. Спектры, построенные для относительных наибольших ускорений осциллятора, измеренных в долях наибольших ускорений колебаний грунта, называются нормализованными.
3.26 средние по сейсмическим свойствам грунты: Покровные отложения, сейсмическая жесткость которых (произведение плотности грунта на скорость поперечных сейсмических волн) близка к 655 .
3.27 тектоническое землетрясение: Колебания грунта, вызванные упругой отдачей горных пород при их разрыве в процессе тектонических деформаций земной коры.
3.28 уравнение макросейсмического поля: Математическое выражение, позволяющее приближенно определить силу землетрясения в известном пункте равнинной местности для участков, сложенных средними по сейсмическим свойствам грунтами, по магнитуде землетрясения, глубине очага, эпицентральному расстоянию и эмпирическим коэффициентам.
3.29 уравнение метода сейсмических жесткостей: Математическое выражение, позволяющее определить приращение сейсмичности площадки за счет местных инженерно-геологических условий по сейсмической жесткости исследуемого грунта.
3.30 уравнение сейсмического режима: Математическое соотношение между силой землетрясения по шкале MSK-64 и средним промежутком времени в годах между землетрясениями этой силы в месте строительства.
3.31 уточнение исходной сейсмичности; УИС: Процедура корректировки сейсмической опасности, установленной картами ОСР, на основании уточненных данных о сейсмотектонической обстановке в районе строительства и расчета сейсмического режима (повторяемости землетрясений) в данном пункте.
3.32 шкала MSK-64: Сейсмическая шкала, служащая для оценки в баллах опасности землетрясений в зависимости от реакции людей и животных, тяжести повреждений некоторых типов зданий и других эффектов колебаний грунта.
3.33 эпицентр: Точка на земной поверхности, расположенная над гипоцентром.
3.34 эпицентральное расстояние: Расстояние между известным пунктом и эпицентром землетрясения.
4 Основные положения
4.1 Работы по УИС и СМР на участках, предназначенных для строительства транспортных сооружений, выполняются в целях уточнения опасности землетрясений на основании данных об активных разломах, сейсмическом режиме в пункте строительства, сейсмических свойствах изучаемой толщи грунта и геоморфологических условиях участка строительства.
4.2 Задачи УИС и СМР заключаются в количественной оценке сейсмического воздействия, а именно: выявлении амплитудных и спектральных характеристик сейсмического воздействия на сооружение при землетрясении расчетной силы.
4.3 При выполнении инженерно-сейсмологических исследований проводятся следующие виды работ:
- изучение материалов ранее выполненных исследований по инженерной сейсмологии, сейсмотектонике и сейсмичности района, а также данных общих инженерно-геологических изысканий и аэрокосмического зондирования участка строительства;
- визуальные сейсмотектонические и макросейсмические обследования на участке строительства и прилегающей территории;
- геологические, геодезические, геофизические и геохимические работы;
- сейсмический мониторинг с помощью сети временных сейсмостанций;
- комплексный анализ всей совокупности полученных данных, оформленный в виде сводного отчета, содержащего значение уточненной сейсмичности района строительства, карту (схему) сейсмического микрорайонирования участка строительства, рекомендуемые амплитудные и спектральные характеристики сейсмического воздействия на сооружение.
4.4 Работы по УИС и СМР на участках строительства транспортных сооружений выполняются организациями, которым в установленном порядке предоставлено право на проведение этого рода деятельности.
4.5 При планировании состава, объема и методов выполнения работ по оценке опасности землетрясений рекомендуется учитывать возможный социальный, экономический и экологический ущерб, обусловленный прекращением функционирования транспортных систем и авариями транспортных средств в результате сейсмотектонических, сейсмогравитационных и сейсмических воздействий. Содержание работ по УИС и СМР должно соответствовать допустимому сейсмическому риску (классу сейсмостойкости проектируемого сооружения).
4.6 Изучение сейсмотектоники и сейсмичности района по фондовым материалам проводится на участках строительства объектов всех классов сейсмостойкости. На этой основе с учетом данных общих инженерно-геологических изысканий упрощенными методами оценивается сейсмичность участков объектов классов сейсмостойкости II и III и планируются специальные инженерно-сейсмологические исследования условий строительства объектов класса сейсмостойкости I.
Примечание - При изысканиях объектов классов сейсмостойкости II и III полевые методы исследований, включая сейсморазведку, применяются в случаях, перечисленных в 6.21.
4.7 При оценке опасности землетрясений на участках строительства объектов классов сейсмостойкости II и III рекомендуется использовать корреляционные уравнения инженерной сейсмологии (уравнение макросейсмического поля, уравнение метода сейсмических жесткостей, уравнение сейсмического режима и др.), а также приближенные методы расчета, учитывающие влияние рельефа местности и местных инженерно-геологических условий на амплитудные и спектральные характеристики сейсмического воздействия на сооружение.
4.8 Для объектов класса сейсмостойкости I амплитудные и спектральные характеристики сейсмического воздействия на сооружение, полученные расчетом с использованием корреляционных зависимостей между данными общих инженерно-геологических изысканий и скоростями сейсмических волн в грунте, следует проверять и уточнять с применением инструментальных методов инженерной сейсмологии.
4.9 Результаты работ по оценке опасности землетрясений оформляются в виде сводного отчета по сейсмотектонике, сейсмоустойчивости склонов и сейсмической опасности изучаемой территории. Сейсмическая опасность показывается на картах (схемах) уточненного сейсмического районирования в полосе дороги и сейсмического микрорайонирования участков сооружений, определяемых техническим заданием. Масштаб карт (схем) устанавливается в зависимости от особенностей инженерно-геологической обстановки и размеров территории (акватории) выполняемых работ.
4.10 Применительно к сооружениям класса сейсмостойкости I материалы исследований по сейсмотектонике должны содержать сведения о положении возможных очагов землетрясений в радиусе до 100-150 км, вызывающих сотрясения силой 7 баллов и более на площадках, сложенных средними по сейсмическим свойствам грунтами, в пункте строительства, о типе (взброс, сброс, сдвиг, сбросо-сдвиг и др.) и характеристиках возможных разрывных движений на земной поверхности, максимальных зарегистрированных и расчетных значениях магнитуд, наблюдаемых и наиболее вероятных глубинах очагов, современных и голоценовых сейсмодислокациях в кровле коренных пород и слоях покровных отложений, а также о других проявлениях сейсмотектонической активности. Следы разломов на земной поверхности, их сейсмическая активность за последние 10 000 лет и более должны быть подтверждены данными полевых инженерно-геологических работ и дистанционных съемок, а также материалами сети постоянных сейсмических наблюдений и временных сейсмостанций.
4.11 Материалы работ по оценке опасности землетрясений на участках строительства сооружений класса сейсмостойкости I должны содержать информацию о землетрясениях наибольшей силы на участке строительства за голоценовый период времени, сейсмическом режиме на прилегающей к объекту территории, скоростях сейсмических волн, значениях динамических модулей деформации и других характеристиках грунта в пределах расчетной толщи, положении границ микрозон участка строительства с различной интенсивностью сейсмического воздействия, а также о возможных сейсморазрывах, обвалах, оползнях, селях, лавинах, водно-песчаных потоках, разжижении грунта и других явлениях, обусловленных подземными толчками расчетной силы.
4.12 На картах (схемах) УИС и СМР опасность сейсмического воздействия указывается с округлением до десятой части балла шкалы MSK-64 или в физических единицах измерения картируемого параметра (в виде рекомендуемых для использования при проектировании амплитуд ускорения, скорости, перемещения колебаний грунта) с приемлемым для практических целей округлением значения определяемой величины.
5 Уточнение исходной сейсмичности района строительства
5.1 Исходную сейсмичность в заданной географической точке определяют в целых баллах сейсмической шкалы MSK-64 по одной из действующих карт общего сейсмического районирования (приложение А СП 14.13330.2014), выбираемой в зависимости от класса сейсмостойкости объекта.
При определении исходной сейсмичности объектов классов сейсмостойкости I, II, III следует использовать карты ОСР-2015-С, ОСР-2015-В, ОСР-2015-А исходя из обеспечения вероятности непревышения силы расчетного землетрясения 99%, 95%, 90% за интервал времени 50 лет или математического ожидания интервала времени между толчками расчетной силы 5000, 1000 и 500 лет соответственно.
5.2 Определяемая по картам общего сейсмического районирования исходная сейсмичность пункта строительства относится к участкам, расположенным на ровной местности и сложенным средними по сейсмическим свойствам грунтами.
Примечание - К средним по сейсмическим свойствам грунтам относятся песчано-глинистые отложения с сейсмической жесткостью , где - нормативная плотность грунта, ; - скорость поперечных сейсмических волн в грунте, м/с.
5.3 За нормативные значения амплитудных характеристик колебаний грунтов следует принимать математическое ожидание наибольших амплитуд для представительных выборок инструментальных записей землетрясений, позволяющих выполнять их статистический анализ (приложение А).
При отсутствии достаточных данных об изменчивости исследуемых характеристик в имеющейся выборке для определения нормативных значений ускорения, скорости и перемещения грунта допускается использовать таблицу 5.1.
Таблица 5.1 - Характеристики колебаний грунта при землетрясениях
Интенсивность сейсмического воздействия, баллы | Ускорение, | Скорость, см/с | Перемещение, см |
7 | 100 | 8,0 | 4,0 |
8 | 200 | 16,0 | 8,0 |
9 | 400 | 32,0 | 16,0 |
10 | 800 | 64,0 | 32,0 |
5.4 Для сооружений классов сейсмостойкости II и III нормативные амплитудные характеристики колебаний грунта уточняются по данным расчета сейсмического режима в пункте строительства (приложение В).
5.5 При составлении уравнения сейсмического режима находят промежутки времени (средние периоды повторяемости) , соответствующие сейсмическим событиям целочисленной силы в пункте строительства. При выполнении расчета сейсмологические организации используют модели очагов землетрясений, принятые при разработке действующих карт общего сейсмического районирования, или другие модели, обоснованные геолого-геофизическими и сейсмотектоническими исследованиями в районе строительства.
5.6 По найденным парам чисел ( , ) с применением математических приемов обработки данных численного эксперимента определяют коэффициенты корреляционного уравнения логарифмического типа (уравнения сейсмического режима) в пункте строительства
I = a + blgT, (5.1)
где а, b - эмпирические коэффициенты уравнения сейсмического режима;
Т - средний промежуток времени, измеряемый в годах, между землетрясениями силой I в месте строительства.
5.7 По уравнению (5.1) находят уточненную силу землетрясения I, соответствующую промежутку времени Т = 500 лет для объектов класса сейсмостойкости III и Т = 1000 лет для объектов класса сейсмостойкости II или допустимому риску в размере 10%-ного и 5%-ного превышения расчетного сейсмического воздействия за интервал времени 50 лет.
5.8 Уточненная по уравнению (5.1) сила землетрясения отличается от сейсмичности пункта, указанной на соответствующей карте ОСР, на положительную или отрицательное значение , учитывающее сейсмический режим местности. В любом случае для дальнейшего расчета принимают, что модуль не должен превышать 1,0.
5.9 При изысканиях сооружений класса сейсмостойкости I для УИС составляют карту активных разломов, расположенных в радиусе до 100-150 км от объекта, и от сейсмогенерирующих разломов зон возможных очагов землетрясений выполняют расчет сейсмических воздействий для средних по сейсмическим свойствам грунтов и ровных площадок на участке строительства.
5.10 Для картирования и описания сейсмогенерирующих разломов (тип разрывов, максимальная магнитуда продуцируемых ими землетрясений и др.) проводят анализ фондовых и опубликованных источников геолого-геофизического и сейсмологического содержания совместно с материалами полевых геологических работ, сейсморазведки, эманационной и газовой съемок на ключевых участках, результатами дешифрирования аэро- и космических снимков, аэровизуальных наблюдений, данными датировки сейсмодислокаций радиоуглеродным методом.
5.11 При выполнении геофизических исследований, обеспечивающих строительство объектов класса сейсмостойкости I, следует проводить наблюдения сетью временных сейсмических станций в целях подтверждения данных о выделенных по фондовым и опубликованным источникам активных разломов, получения информации о распределении гипоцентров землетрясений по глубине, уточнения спектров сейсмического воздействия на сооружение для различных грунтов в створах мостовых и тоннельных переходов, а также на участках строительства других транспортных объектов класса сейсмостойкости I.
5.12 Сейсмическая опасность от каждой из выделенных зон активных разломов определяется по уравнению макросейсмического поля