ГОСТ Р 57546-2017 Землетрясения. Шкала сейсмической интенсивности

ГОСТ Р 57546-2017

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ

Шкала сейсмической интенсивности

Earthquakes. Seismic intensity scale

ОКС 91.100.10

Дата введения 2017-09-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Институтом физики Земли им.О.Ю.Шмидта Российской академии наук (ФГБУН ИФЗ РАН), Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Институтом земной коры Сибирского отделения Российской академии наук (ФГБУН ИЗК СО РАН), Центром службы геодинамических наблюдений в энергетической отрасли - филиалом ОАО "Институт Гидропроект" (ЦСГНЭО - филиал ОАО "Институт Гидропроект"), ООО "Инженерный центр "Поиск", Федеральным государственным унитарным предприятием Научно-технический центр по сейсмостойкому строительству, инженерной защите от стихийных бедствий (ФГУП "НТЦ по сейсмостойкому строительству"), ООО "Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве" (ООО "ПНИИИС"), НП СРО "Ассоциация Инженерные изыскания в строительстве" (АИИС)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации" и ТК 465 "Строительство"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 июля 2017 г. N 721-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Шкала сейсмической интенсивности (ШСИ-17) является результатом модернизации шкал MSK-64 (Шкала Медведева, Шпонхойера, Карника, версия 1964 г.), MCS (Шкала Меркалли, Канкани, Зиберга), ММ (Модифицированная шкала Меркалли), EMS-98 (Европейская макросейсмическая шкала, версия 1998 г.), ESI-2007 (Шкала сейсмической интенсивности по природным явлениям). Одновременно с гармонизацией с другими современными шкалами ШСИ отличается повышенной точностью оценок вследствие отказа от каких-либо допущений и предположений и перехода к статистическим оценкам. ШСИ относится к категории шкал интервалов, т.е. эту шкалу можно считать внутренне равномерной, и в ней допустимы все арифметические операции - нахождение среднеарифметического значения и стандартного отклонения, интерполяция и экстраполяция приращений интенсивности землетрясений.

Важнейшим преимуществом настоящей шкалы является наличие инструментальной части с использованием нескольких параметров сейсмического движения грунта, оцененных на основании реальных записей сильных движений грунта. С положениями настоящего стандарта должны быть гармонизированы следующие стандарты:

- ГОСТ Р 53166-2008 Воздействия природных внешних условий на технические изделия. Общая характеристика землетрясения;

- ГОСТ Р 22.1.06-99 Мониторинг и прогноз опасных геологических явлений и процессов. Общие требования;

- ГОСТ Р 30546.1-98* Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям и методы расчета их сложных конструкций в части сейсмостойкости.

________________

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 30546.1-98. - .

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методику определения интенсивности произошедшего землетрясения и прогнозирования возможных эффектов будущих землетрясений.

Настоящим стандартом надлежит руководствоваться при полевом обследовании территорий, подвергшихся воздействию землетрясений, а также для оценки сейсмической опасности территорий при общем сейсмическом районировании (ОСР), детальном сейсмическом районировании (ДСР), сейсмическом микрорайонировании (СМР), при оценке возможных параметров движения грунта при ожидаемых землетрясениях, при проектировании зданий и сооружений для строительства в сейсмических районах.

Настоящий стандарт предназначен для инженерных изысканий, выполняемых на всех этапах жизненного цикла зданий и других сооружений, а также технических изделий. Настоящий стандарт применяется при оценке возможных социально-экономических последствий землетрясений и для планирования спасательных и восстановительных работ.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки и следующие стандарты:

ГОСТ 25100 Грунты. Классификация

ГОСТ 31937 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния

ГОСТ Р 54859 Здания и сооружения. Определение параметров основного тона собственных колебаний

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 афтершок: Повторный толчок, землетрясение меньшей магнитуды, возникающее в очаге главного толчка и его окрестности.

3.2 балл: Единица измерения сейсмической интенсивности по макросейсмическим и инструментальным наблюдениям.

3.3 главный толчок: Наиболее сильный толчок в группе близких в пространстве и времени землетрясений.

3.4 глубина очага: Глубина центра области, из которой выделилась сейсмическая энергия при землетрясении.

3.5 детальное сейсмическое районирование; ДСР: Определение интенсивности возможных сейсмических воздействий в баллах и параметрах сейсмических колебаний грунта в районах размещения существующих и проектируемых сооружений, предусматривающее проведение полевых исследований и изучение возможных источников сейсмических воздействий, представляющих потенциальную опасность для сооружений.

3.6 землетрясение: Колебания земли, вызванные внезапным высвобождением потенциальной энергии Земли.

3.7 интенсивность землетрясения: Мера сотрясения в баллах макросейсмической шкалы.

3.8 категория-сенсор: Человек, а также природные и искусственные объекты, реакцию которых на землетрясение можно описать с помощью конкретных признаков.

3.9 класс объектов: Совокупность объектов внутри одной категории-сенсора, имеющих одинаковую среднюю реакцию на землетрясение.

3.10 косейсмическое явление: Явление в природной или искусственной среде, происходящее непосредственно во время землетрясения.

3.11 магнитуда землетрясения: Мера величины землетрясения, основанная в общем случае на оценках логарифма максимальной амплитуды колебаний грунта, соответствующего преобладающего периода, глубины очага и расстояния от эпицентра до пункта наблюдения.

3.12 макросейсмическая шкала: Шкала для определения эффекта землетрясений на поверхности Земли в баллах и для оценки ожидаемых эффектов при будущих землетрясениях.

3.13 макросейсмическое обследование: Изучение эффектов землетрясения по реакции категорий-сенсоров.

3.14 порог насыщения: Интенсивность сотрясения, при которой средняя реакция объектов данной категории-сенсора достигает максимального значения.

3.15 порог чувствительности: Минимальная интенсивность, при которой наблюдается реакция объектов данной категории-сенсора.

3.16 общее сейсмическое районирование; ОСР: Выделение в масштабах страны территорий, однородных с точки зрения сейсмической опасности, для целей планирования развития регионов, размещения и проектирования объектов массового строительства, выполняемое в общем случае без проведения полевых работ.

3.17 очаг землетрясения: Область (объем) геологической среды, в которой происходят разрывы горных пород и высвобождение упругих напряжений.

3.18 подкатегория: Разновидность объектов, относящихся к одной категории.

3.19 постсейсмическое явление: Явление в природной или искусственной среде, происходящее вследствие землетрясения, но после того, как завершились колебания.

3.20 рой землетрясений: Группа землетрясений, в которой нет выделяющегося магнитудой главного толчка, а присутствуют два и более землетрясения с близкими магнитудами.

3.21 сейсмическая опасность: Вероятность возникновения на определенной территории в течение заданного интервала времени сейсмических воздействий заданной интенсивности.

3.22 сейсмическое микрорайонирование; СМР: Оценка влияния локальных грунтовых условий и рельефа на параметры сейсмических воздействий.

3.23 сейсмичность: Распределение в пространстве и во времени очагов землетрясений разных магнитуд.

3.24 сейсмовыбросы: Подбрасывание в воздух грунта, камней, различных предметов при колебаниях грунта с ускорением, превышающим ускорение силы тяжести.

3.25 сейсмостойкость: Способность зданий и сооружений противостоять землетрясению с интенсивностью, при которой степень их повреждения () для данного класса сейсмостойкости в среднем равна 2, т.е. объект работоспособного технического состояния переходит в ограниченно работоспособное техническое состояние по ГОСТ 31937.

3.26 степень повреждения зданий и сооружений: Градация последствий сейсмических воздействий на здания и сооружения, определяемая как среднеарифметическое значение повреждений всех обследованных при различных землетрясениях зданий и сооружений одного класса сейсмостойкости. В шкале используют 6 степеней повреждений, включая нулевую (полное отсутствие каких-либо изменений).

3.27 форшок: Землетрясение меньшей магнитуды, возникающее в очаге основного толчка и его окрестности и предшествующее ему.

3.28 ширина импульса: Интервал времени между первым и последним моментами превышения огибающей половины максимальной амплитуды, который является параметром уравнения огибающей колебаний и служит мерой продолжительности колебаний.

3.29 шкала сейсмической интенсивности: Градация сейсмических воздействий по макросейсмическим признакам.

4 Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения:

- сейсмическая интенсивность, баллы;

PGA - пиковое ускорение грунта, см/с;

PGV - пиковая скорость колебаний грунта, см/с;

PGD - пиковое смещение грунта, см;

- остаточное смещение, см;

- статистическая оценка реакции на землетрясение категории-сенсора "Люди";

- статистическая оценка реакции на землетрясение категории-сенсора "Предметы быта";

- ширина импульса (продолжительность колебаний);

- степень повреждения зданий;

- степень повреждения трубопроводных сооружений;

- степень повреждения транспортных сооружений;

- стандартное отклонение;

MSK-64 - Шкала Медведева, Шпонхойера, Карника, версия 1964 г.;

MCS - Шкала Меркалли, Канкани, Зиберга;

ММ - Модифицированная шкала Меркалли;

EMS-98 - Европейская макросейсмическая шкала, версия 1998 г.;

ESI-2007 - Шкала сейсмической интенсивности по реакции окружающей среды.

5 Общие положения

5.1 Настоящий стандарт устанавливает порядок получения оценки интенсивности произошедшего землетрясения в баллах по шкале сейсмической интенсивности (ШСИ-17), а также оценки возможных последствий будущих землетрясений. Оценка интенсивности землетрясения по ШСИ определяется по реакции категорий-сенсоров, по сейсмологическим (уравнение макросейсмического поля) и инженерно-сейсмометрическим (инструментальным) данным.

5.2 Шкала сейсмической интенсивности характеризует эффект землетрясения в баллах от 1 до 12. Оценки интенсивности землетрясений по шкале ШСИ совпадают с оценками по шкалам MCS, ММ, MSK-64, EMS-98, ESI-2007 в пределах точности определений. Однако названия землетрясений для различных баллов вследствие языковых различий могут существенно различаться (см. приложение А).

5.3 Оценку интенсивности землетрясения по единичному объекту в пределах каждой категории-сенсора проводят по его реакции в соответствии с таблицами, построенными по эмпирическим данным. При статистической обработке реакции множества объектов в пределах каждой категории-сенсора возможно получение дробных значений баллов. При этом целесообразно давать оценки по каждой категории-сенсору с округлением до 0,1 балла независимо от реальной точности оценок, чтобы округление проводилось только один раз после проведения СМР. С полученными оценками баллов допустимы все арифметические операции, в том числе нахождение средних значений и стандартных отклонений.

Чтобы получить статистически обоснованную оценку с десятыми долями балла, необходимо оценить реакцию не менее 10 объектов данного класса данной категории-сенсора. Если объектов недостаточно, оценку проводят с десятыми долями балла, а возникающую при этом погрешность учитывают весовой функцией.

Отбор единичных объектов для каждой категории-сенсора следует проводить случайным образом.

5.4 Категориями-сенсорами, по реакции которых оценивается интенсивность землетрясения по ШСИ, являются: люди, предметы быта, здания и сооружения (в том числе транспортные и трубопроводные), природные явления.

Оценки интенсивности землетрясения, полученные по результатам макросейсмического обследования и по инструментальным данным, являются взаимодополняющими и их используют совместно.

5.5 Интенсивность землетрясения следует относить к единичному сейсмическому событию. Надлежит отдельно оценивать интенсивность главного толчка, его форшоков и афтершоков, отдельных землетрясений, образующих рой.

5.6 Следует уделять особое внимание сбору сведений о наличии и интенсивности атмосферных осадков в период, предшествовавший землетрясению, а также других явлений, влияющих на степень обводнения грунтов и, следовательно, на сейсмический эффект.

При оценке интенсивности землетрясений необходимо также учитывать наличие или отсутствие подрезки склонов, проявлений карстовых и иных процессов, которые могли повлиять на сейсмический эффект.

5.7 При оценке последствий землетрясений в соответствии с настоящей шкалой полученные макросейсмические и инструментальные оценки нельзя экстраполировать более чем на 0,5 км.

5.8 Оценку средней реакции для каждого класса (типа) внутри одной категории-сенсора рассчитывают по формуле

, (1)

где - средняя реакция, которая для различных объектов-сенсоров может характеризоваться по-разному;

- реакция отдельного объекта;

- число обследованных объектов.

5.9 Итоговую оценку интенсивности землетрясения в баллах по всем использованным категориям-сенсорам вычисляют по формуле

, (2)

где - итоговое значение интенсивности землетрясения;

- оценка интенсивности землетрясения для каждой категории-сенсора ;

- весовая функция для каждой категории-сенсора , определяемая в соответствии с 5.11.

5.10 Стандартное отклонение итоговой оценки интенсивности землетрясения вычисляют по формуле

, (3)

где - количество обследованных объектов каждой категории-сенсора , выбранных случайным образом.

Вблизи порогов чувствительности и насыщения (в пределах одного балла) стандартное отклонение увеличивается в полтора раза.

5.11 Эмпирические оценки весовой функции для категорий-сенсоров "Люди", "Предметы быта", "Здания и сооружения", для которых применяются статистические методы обработки данных, приведены в таблице 1.

Оценки интенсивности по реакции категорий-сенсоров: "Транспортные сооружения", "Трубопроводы", "Природные явления" используются только при непредставительности других сенсоров.

Значения для отдельных измерений параметров сейсмического движения грунта приводятся в соответствии с приложением Б.

Примечания

1 Здания и сооружения, прошедшие техническую инвентаризацию (паспортизация), имеют весовую функцию, повышенную в 1,5 раза.

2 Если оценку проводят по произведению PGA·PGV, то оценки по PGA и по PGV в осреднении не участвуют.

Таблица 1 - Весовые коэффициенты для категорий-сенсоров "Люди", "Предметы быта", "Здания и сооружения"

5.12 Оценку возможных эффектов будущих землетрясений с использованием ШСИ проводят только для объектов, относящихся к вышеперечисленным категориям-сенсорам.

6 Категория-сенсор "Люди"

6.1 К категории-сенсору "Люди" относятся люди, которые находились на исследуемой территории в момент землетрясения вне помещений, на первом и цокольном этажах, при очень слабых интенсивностях также на верхних этажах 5-, 6-этажных зданий и способны дать какую-либо информацию о произошедшем землетрясении. К опросу следует привлекать как можно большее количество людей. Для получения информации можно пользоваться опросным листом.

6.2 В зависимости от того, где во время землетрясения находились люди, чем они были заняты, а также от соотношения количества раненых и погибших, их относят к различным классам согласно таблице 2.

Таблица 2 - Классы категории-сенсора "Люди"

6.3 Реакция отдельного человека () на землетрясение определяется как при личном опросе, так и на основе опросных листов согласно таблице 3.

Таблица 3 - Реакции отдельного человека категории-сенсора "Люди"

6.4 Отношение количества раненых к количеству жертв учитывают при землетрясениях интенсивностью 8 баллов и более.

6.5 Среднюю реакцию людей отнесенных к каждому классу категории-сенсора "Люди", приведенную в таблице 3, определяют согласно 5.8.

6.6 Переход от средней реакции каждого класса на сейсмическое воздействие () к интенсивности землетрясения определяют в соответствии с приложением В.

7 Категория-сенсор "Предметы быта"

7.1 К категории-сенсору "Предметы быта" относятся наиболее распространенные предметы домашнего обихода. Информацию о реакции предметов собирают при личном опросе жильцов и посредством опросных листов.

7.2 При оценке интенсивности землетрясения учитывают реакцию только предметов быта, находящихся на первом или цокольном этажах здания. Только для интенсивности 1 балл используются наблюдения на верхних этажах 5-, 6-этажных зданий.

7.3 В зависимости от вида предмета и его расположения предметы подразделяются на классы согласно таблице 4.

Таблица 4 - Классы категории-сенсора "Предметы быта"

7.4 Реакцию отдельного предмета на землетрясение определяют при личном опросе населения и по опросным листам согласно таблице 5.

Таблица 5 - Реакция отдельного предмета категории-сенсора "Предметы быта"

7.5 Среднюю реакцию предметов каждого типа категории-сенсора "Предметы быта" (таблица 5) определяют согласно 5.8.

7.6 Переход от средней реакции предметов к интенсивности землетрясения определяют в соответствии с приложением Г.

8 Категория-сенсор "Здания и сооружения"

8.1 К категории-сенсору "Здания и сооружения" относятся здания и сооружения, перечисленные в таблице 6. Настоящий стандарт не предназначен для определения интенсивности по реакции уникальных зданий и сооружений, гидроэлектростанций, плотин, а также атомных электростанций. Выбор зданий для обследования должен носить случайный характер.

Примечание - Если все здания подряд осмотреть не удается, следует использовать алгоритм, обеспечивающий случайность выборки, например обследовать здания, номера которых делятся на 3.

8.2 Класс сейсмостойкости определяют в соответствие с таблицей 6.

Таблица 6 - Классы сейсмостойкости категории-сенсора "Здания и сооружения"

Примечания

1 Оценки сейсмостойкости соответствуют нормативному техническому состоянию объектов по ГОСТ 31937.

2 Класс сейсмостойкости устанавливают с использованием результатов инженерного обследования последствий сильных землетрясений, результатов сейсмовзрывных и вибрационных испытаний натурных объектов, расчетных оценок.

3 При сочетании в одном здании или сооружении признаков двух или трех классов здание в целом следует относить к слабейшему классу. Реакция уникальных зданий и сооружений на сейсмические воздействия не учитывается.

4 К одному классу отнесены здания и сооружения с одинаковой сейсмостойкостью независимо от материала и конструкции.

5 В обозначении класса символ "" - интенсивность землетрясения в баллах настоящей шкалы, при которой средняя степень повреждения зданий и сооружений данного класса 2 (см. таблицу 7).

6 При прочих равных условиях однотипные здания и сооружения, расположенные в одинаковых грунтовых условиях, вследствие случайных факторов могут получать повреждения различной степени, распределенные по нормальному закону. Величина стандартного отклонения 0,75.

7 При средней повреждаемости 2-2,3 от общего количества зданий и сооружений получают степень повреждения 3,5.

8.3 При установлении класса сейсмостойкости необходимо учитывать:

а) поправку, учитывающую нерегулярность конструкции здания или сооружения, которая составляет:

1) при серьезном нарушении регулярности (здания Г-образной и П-образной формы) - минус 0,4,

2) при небольших нарушениях регулярности (различие в конструкции первого и последующих этажей) - минус 0,2;

б) поправку, учитывающую качество строительства, которая составляет:

1) при небольших нарушениях, отмеченных в акте приемки, - минус 0,2,

2) при плохом качестве работы, выявленном по результатам обследования, - минус 0,4;

в) поправку, учитывающую физический износ здания, которая составляет:

1) за первые 50 лет - минус 0,2,

2) за каждые следующие 10 лет - минус 0,1;

г) поправку, учитывающую перенесенные зданием землетрясения проектной интенсивности (даже если никаких заметных повреждений не обнаружено), которая составляет:

1) за одно событие - минус 0,2,

2) за два события - минус 0,5,

3) за три события - минус 0,9.

8.4 Степень повреждения отдельных зданий и сооружений при землетрясении определяют согласно таблице 7 по результатам обследования согласно ГОСТ 31937.

Таблица 7 - Реакция отдельного здания и сооружения категории-сенсора "Здания и сооружения"

8.5 Степень повреждения зданий и сооружений каждого класса сейсмостойкости (таблица 6) и среднюю степень повреждения зданий и сооружений определяют согласно 5.8.

8.6 Переход от средней степени повреждения зданий и сооружений к интенсивности землетрясения определяют в соответствии с приложением Д.

9 Категория-сенсор "Транспортные сооружения"

9.1 Для оценки интенсивности землетрясений используют транспортные сооружения, подразделяемые на три типа (таблица 8) в зависимости от их исполнения.

Таблица 8 - Тип транспортных сооружений по исполнению

9.2 Повреждения транспортных сооружений при землетрясениях подразделяются на пять степеней (таблица 9) в зависимости от их влияния на работоспособность транспортной системы.

Таблица 9 - Степень повреждений транспортных сооружений

9.3 Сейсмическую интенсивность оценивают в зависимости от категории транспортных сооружений по степени их повреждений по приложению Е.

10 Категория-сенсор "Трубопроводные сооружения"

10.1 К категории-сенсору "Трубопроводные сооружения" относятся магистральные и внутрипромысловые нефте- и газопроводы, продуктопроводы и водоводы (далее трубопроводы), подразделяющиеся по своим конструктивным решениям и используемым материалам на типы, перечисленные в таблице 10.

Таблица 10 - Типы категории-сенсора "Трубопроводные сооружения"

10.2 Степень повреждения трубопроводных сооружений при землетрясении () определяют согласно таблице 11 по результатам собственных наблюдений и на основании опроса населения.

Таблица 11 - Реакция сооружений категории-сенсора "Трубопроводные сооружения"

10.3 Интенсивность землетрясений в зависимости от степени и частоты повреждений трубопроводов на 1 км протяженности трубопровода определяют согласно приложению Ж.

11 Категория-сенсор "Природные явления"

11.1 К категории-сенсору "Природные явления" относятся эффекты землетрясений в природной среде, перечисленные в таблице 12.

Категория-сенсор "Природные явления" может использоваться при оценке интенсивности землетрясений от 4 до 12 баллов в случаях, когда иные категории-сенсоры отсутствуют или непредставительны, а также в тех случаях, когда есть основания предполагать, что интенсивность землетрясений превышала порог насыщения иных категорий-сенсоров.

11.2 Природные явления, связанные с землетрясениями, разделяются на классы согласно таблице 12.

Таблица 12 - Классы категории-сенсора "Природные явления"

11.3 При оценке интенсивности землетрясений по сведениям о природных явлениях на поверхности земли их следует рассматривать в комплексе с учетом имеющейся информации о геолого-геоморфологических, гидрогеологических и метеорологических условиях в районе землетрясения.

11.4 При анализе природных явлений, связанных с землетрясениями, следует разделять косейсмические и постсейсмические эффекты.

11.5 Реакции природных объектов на землетрясение в зависимости от его интенсивности описаны в соответствии с приложением И. Приведенные в приложении И описания эффектов землетрясений могут применяться при оценке интенсивности как современных, так и доисторических землетрясений. В последнем случае необходимо уделять особое внимание доказательству сейсмогенной природы исследуемых природных явлений.

11.6 Природные явления, связанные с землетрясениями, выявляются и описываются согласно таблице 12 и приложению И путем сопоставления материалов дистанционных съемок, выполненных до и после землетрясения, по результатам полевого обследования и опроса населения.

11.7 При описании природных явлений следует указывать их количественные параметры: длину и ширину трещин, протяженность разрывов и амплитуду смещений по ним, объем склоновых смещений и пораженность территории склоновыми процессами.

Необходимо указывать категорию грунтов, в которых произошли деформации, по сейсмическим свойствам согласно строительным нормам и правилам [1], а также ГОСТ 25100.

Необходимо устанавливать площадь массового распространения трещин, оползней, обвалов, сейсмодислокаций, связанных с разжижением грунтов, а также размеры территории, на которой проявляются тектонические площадные деформации (поднятия/опускания).

Следует указывать, наблюдались ли описываемые эффекты очевидцами землетрясения или они являются остаточными деформациями, сохраняющимися после землетрясения.

11.8 При оценке интенсивности землетрясений, равной или превышающей 10 баллов, определяющим параметром является не только масштаб отдельных проявлений остаточных деформаций, но и площадь их распространения (см. приложение И).

11.9 Интенсивность землетрясений не следует оценивать по величине отдельных экстремальных проявлений остаточных деформаций грунтов (объемам оползней и обвалов, максимальным амплитудам смещений по разрывам, ширине единичных трещин и др.), так как они могут быть обусловлены неблагоприятным сочетанием ряда факторов, в результате чего их использование приведет к завышению интенсивности землетрясения.

12 Использование сейсмологических данных для оценки сейсмической интенсивности землетрясения

12.1 Оперативные сведения о месте, силе и времени произошедшего землетрясения следует получать от геофизических организаций, а также от станций инструментального мониторинга. Оперативные оценки сейсмических эффектов предваряют специальные обследования в зоне стихийного бедствия. Оперативные оценки используются при планировании спасательных, аварийных и неотложных ремонтно-восстановительных работ, а также учитываются при внесении временных изменений в порядок движения поездов и автомобилей на железных, автомобильных и городских дорогах. Основным методом оперативных оценок является использование уравнения макросейсмического поля.

12.2 Для приблизительной оценки интенсивности произошедшего землетрясения , баллы, допускается использовать уравнение макросейсмического поля

, (4)

где - магнитуда по поверхностным волнам;

- глубина очага, км;

- эпицентральное расстояние, км;

, , - эмпирические коэффициенты.

Полученная оценка соответствует грунтам II категории по сейсмическим свойствам согласно строительным нормам и правилам [1] (таблица 1).

12.3 При использовании уравнения макросейсмического поля данные о магнитуде, глубине очага и эпицентральном расстоянии рекомендуется получать по данным Геофизической службы Российской Академии Наук. Допускается использовать значения параметров очага, определенные другими службами.

12.4 Оценки коэффициентов , , в уравнении макросейсмического поля (4) для некоторых регионов приведены в приложении К. Для регионов, в которых отсутствуют оценки значений этих коэффициентов, надлежит использовать средние значения 1,5; 3,5; 3,0.

Необходимо учитывать, что вблизи эпицентра оценки, получаемые по уравнению макросейсмического поля, в настоящее время ненадежны.

13 Инструментальные инженерно-сейсмометрические данные

13.1 Инструментальные инженерно-сейсмометрические данные применяются для оценки интенсивности землетрясения в баллах от 1 до 9,5. Интенсивности свыше 9,5 баллов вызываются не столько вибрациями грунта, сколько остаточными деформациями (во всех шкалах высокие интенсивности связывают с изменениями рельефа). При обработке инструментальных записей измеряют пиковую амплитуду колебаний PGA, PGV, PGD и ширину импульса (продолжительность) колебаний . Во всех случаях используют максимальную горизонтальную компоненту записи.

Определение интенсивности землетрясения проводится с учетом следующих параметров движения грунта: PGA, PGV, PGD, а также произведений PGA· (аналог интенсивности по Ариасу) и PGA·PGV (мощность сейсмической волны).

13.2 Определение интенсивности на основании инструментальных данных проводят для дневной поверхности.

13.3 Среднеарифметические значения PGA, PGV, PGD, PGA·, PGA·PGV и соответствующие суммарные стандартные отклонения интенсивности и параметра, а также весовые функции приведены в приложении Б.

13.4 Сейсмический эффект усиливается при совпадении преобладающего периода колебаний грунта и периода собственных колебаний сооружения.

13.5 Преобладающий период колебаний грунта (ускорения) грунта определяют по формулам:

для дальней зоны (8)

; (5)

для ближней зоны (7)

, (6)

где - магнитуда землетрясения;

- кратчайшее расстояние от поверхности разлома, км;

- коэффициент, равный -0,10 для взбросов, 0,00 - для сдвигов, 0,10 - для сбросов.

13.6 Определение периодов тона собственных колебаний зданий и сооружений до и после землетрясений осуществляют в соответствии с ГОСТ Р 54859.

13.7 Продолжительность колебаний (ускорения) грунта определяют по формулам:

для дальней зоны (8)

; (7)

для ближней зоны (7)

, (8)

где - магнитуда;

- кратчайшее расстояние до поверхности разлома, км;

- коэффициент, равный -0,25 для взбросов, 0,00 - для сдвигов и 0,25 - для сбросов;

- коэффициент, равный -0,15 для грунтов 1-й категории, 0,00 - для грунтов 2-й категории и 0,4 - для грунтов 3-й категории.

Приложение А
(справочное)

Классификация землетрясений по интенсивности в шкалах ШСИ-17, EMS-98, MSK-64

Таблица А.1

Приложение Б
(справочное)

Оценка интенсивности землетрясения по значениям параметров колебаний грунта

Таблица Б.1 - Эмпирические значения параметров движений грунта при интенсивностях землетрясения 5 баллов и менее, стандартные отклонения , соответствующие случайным вариациям параметров и интенсивности, весовые функции

Таблица Б.2 - Значения параметров движений грунта в инженерном диапазоне интенсивности землетрясения (5,5-9,5), стандартные отклонения , соответствующие случайным вариациям параметров и интенсивности, весовые функции

Примечания

1 PGA, PGV, PGD - средние значения пикового ускорения, скорости и смещения, поэтому при использовании этих величин следует применять и среднюю величину продолжительности 5 с.

2 Значения PGD могут быть несколько заниженными, поскольку частотные характеристики акселерометров не рассчитаны на регистрацию больших периодов.

3 В таблицах Б.1 и Б.2 приведены средние значения соответствующих параметров. Оценки интенсивности с округлением до 0,1 балла для осреднения с макросейсмическими оценками интенсивности проводят по формулам:

; (Б.1)

; (Б.2)

; (Б.3)

; (Б.4)

. (Б.5)

Приложение В
(обязательное)

Оценка интенсивности землетрясения по реакции людей

Таблица В.1

Приложение Г
(обязательное)

Оценка интенсивности землетрясения по реакции предметов быта

Таблица Г.1

Приложение Д
(обязательное)

Оценка интенсивности землетрясения по средней степени повреждения зданий

Таблица Д.1

Приложение Е
(рекомендуемое)

Оценка интенсивности землетрясения по реакции транспортных сооружений

Таблица Е.1

Приложение Ж
(рекомендуемое)

Оценка интенсивности землетрясения по реакции трубопроводов и частота повреждений на 1 погонный км

Таблица Ж.1

Приложение И
(обязательное)

Оценка интенсивности землетрясения по реакции природных объектов

Таблица И.1

Приложение К
(рекомендуемое)

Средние значения коэффициентов в уравнении макросейсмического поля для различных регионов

Таблица К.1

Библиография

Электронный текст документа

и сверен по:

, 2017