Введение к работе
Данная квалификационная работа направлена на совершенствование методов опенки сейсмической опасности территорий Монголии, на основе данных инженерно-геофизических измерений, теоретических расчетов и анализа проявлений сильных землетрясений. Конкретные решаемые задачи связаны с оценкой сейсмической опасности территории города Улаанбатара, как одного из бурно развивающихся мегаполисов Восточной Азии.
Объектом исследования являются грунты приповерхностной части литосферы территории г. Улаанбаатара. Глубина геофизических зондирований достигала 200 м, но наибольшее число измерений приходится на 30-ти метровую толщу.
Актуальность работы. Одним из главных неблагоприятных природных факторов для населения г. Улаанбаатара являются землетрясения, поскольку его территория находится в Монголо-Байкальской сейсмической зоне, одной из самых сейсмоактивных на земле. Поэтому проблемам сейсмобезопасности города необходимо уделять особое внимание. Обеспечение безопасности людей города Улаанбаатара заключается в соблюдении требований к сейсмобезопасности новых строящихся зданий и сооружений.
Несмотря на то, что планирование строительства проводится и совершенствуется в каком то соответствии с развитием города (до настоящего времени составлено три генеральных плана строительства: 1954, 1061, 1976 и в 1996 г. утвержден закон о столицы Монголии) сами планы составлялись и составляются с отрывом от районирования территории города по сейсмической опасности и практически она не учитываются при выборе типов зданий и сооружений. До настоящего времени, не составлено ни одной карты в масштабе планов строительства города Улаанбаатара, характеризующих изменение вероятных сейсмических воздействий с учетом грунтовых условий оснований строящихся зданий и сооружений по площади. Поэтому исследования возможностей решения таких задач геофизическими методами являются актуальными не только для строительства г Улаанбаатара, но и направлены на совершенствование методов районирования сейсмической опасности и сейсмического риска урбанизированных территорий Монголии.
Цель и задачи работы. Основной целью настоящей диссертационной работы является изучение возможностей использования расчетных, электро-и сейсморазведочных методов для прогноза сейсмических воздействий на случай сильных землетрясений и инженерно-геофизическая оценка сейсмической опасности основных разновидностей грунтов территории г. Улаанбатара. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Обосновать выбор методов и методику инженерно-геофизических измерений применительно к сейсмогеологическим и гидрогеологическим особенностям территории города.
СПетербуЛ/о ;
-
Изучить общие и частные закономерности изменения физических параметров от состава и состояния грунтов территории Улаанбаатара.
-
Выбрать методику и сформировать исходный сейсмический сигнал соответствующий вероятным сильным землетрясениям района г. Улаанбаатара.
-
Провести районирование территории по относительно однородным грунтовым условиям и построить для них вероятные сейсмические физико-геологические модели.
-
Обосновать методику расчета, оценить параметры сейсмических воздействий и составить схему их распределения по территории города.
Фактический материал. По теме диссертации использован фактический материал, полученный автором или при его участии при проведении электроразведочных и сейсмораз водочных измерений на территории г. Улаанбаатар (около 300 зондирований). Использованы данные вибрационной сейсмики, выполненные ранее институтом геофизики СО РАН по трем профилям протяженностью от 600 до 3000 м. Результаты их переинтерпретация, выполненные диссертантом, с применением современных программ и с учетом решения поставленных задач. Записи слабых землетрясений региональной сетью по трем сейсмостанциям в радиусе 60 км от центра города за последние 5 лет, диссертант является ответственным исполнителем работ по этой сети. Данные ультразвуковых измерений на образцах коренных пород (около 600) отобранных из обнажений в районе города. Результаты геофизических измерений, полученные в 2001-2004 гг. при обосновании инженерно-сейсмологических условий строительства на трех участках в пределах города (Голомт, зона строительства дома отдыха в районе аэропорта и 3-й микрорайон). Использовались также фондовые и архивные материалы по инженерной геологии и гидрогеологии территории города.
Научная новизна диссертационного исследования заключается:
-
В обосновании методов районирования сейсмической опасности применительно к грунтовым условиям территории Улаанбаатара.
-
В оценке вероятных геофизических характеристик и относительной сейсмической опасности основных разновидностей грунтов территории города.
-
В синтезе, в первом приближении, исходного сейсмического сигнала для твердых грунтов территории г. Улаанбаатара.
-
В формировании наиболее вероятных физико-геологических грунтовых моделей и в расчете сейсмических воздействий для территорий представленных этими моделями.
-
В построении схемы сейсмического риска территории города по эффективным пиковым или максимальным ускорениям для вероятного сильного землетрясения.
Методы исследования. Для проведения натурных измерений использовались следующие инструментальные методы; сейсморазведочные -для изучения скоростей распространения продольных (Vp) и поперечных
(Vs) волн в грунтах; электроразведочные - для изучения удельного электрического сопротивления (УЭС) пород; сейсмометрические регистрация слабых землетрясений; ультразвуковые - для изучения динамических характеристик коренных пород на образцах. При интерпретации геофизических материалов и проведении теоретических расчетов использовалась компьютерная обработка и современные программы, а так же расчетные методы районирования сейсмической опасности.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Инженерно-геофизическая оценка вероятных сейсмических характеристик для наиболее распространенных грунтов верхней зоны разреза территории города Улаанбаатара.
-
Методика расчета исходного сигнала и параметры синтезированной акселерограммы для вероятных сильных землетрясений, отвечающих по своим характеристикам сейсмичности района.
-
Методика построения, на основе инженерно-геофизических данных, вероятностных сейсмических моделей для относительно однородных по грунтовым условиям участков города и результаты расчетов их реакции на максимальные сейсмические воздействия.
Практическая значимость заключается: в оценке, по данным комплекса
инженерно-геофизических измерений, сейсмических свойств и
относительных величин изменений сейсмической опасности грунтов
территории г. Улаанбаатара; в анализе природных и сейсмогеологических условий территории города, с учетом сейсмических событий последних лет; в оценки максимальных ускорений и районировании их по площади территории г. Улаанбаатара. Учтена неопределенность, с которой ожидаются разрушительные землетрясения для территории г. Улаанбаатара.
Апробация работы. Основные результаты диссертации
докладывались: на II всесоюзной научной конференции " Проблемы геокриологии Забайкалья." г. Чита (1984 г); на всесоюзном совещании " Геокриологический прогноз при строительном освоении территорий" г. Воркута (1985 г.); на международной научной конференции "Город: прошлое настоящее, будущее", г. Иркутск (1998 г., 2004 г.); на международной научной конференции, посвященной памяти профессора О.В Павлова в г. Иркутске (2000 г.); на II конференции геокриологов России, г. Москва (2001 г.); на международной конференции "Консервация и трансформация вещества и энергии в криосфере Земли". Пущино (2001 г); на II, III, IV и V российско-монгольской конференции по астрономии и геофизике, Иркутск-Улаанбаатар-Улан-Удэ (2002-2005г.)
Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 14 статьях - в журналах, монографических сборниках, материалах международных и российских совещаний.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Объем работы 144 страницы, она содержит 35 рисунков и список литературы из 118 наименований.
