СЕЙСМОСТОЙКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО И ПОВЕДЕНИЕ ГРУНТОВ ПРИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯХ

Все строительство в сейсмооиасных районах осуществляется по спе­циальным требованиям, направленным на повышение прочности зда­ний. Это и специальные фундаменты; и способы крепления стен зда­ний; и металлические «обручи», которыми, как бочку, опоясывают здание, предотвращая тем самым развал панелей стен дома; это и огра­ничение этажности и еще много других специальных антисейсмичес­ких приемов, направленных на усиление конструкции в уязвимых ме­стах. Колебание сооружения зависит от многих факторов: от формы и глубины заложения фундамента, от жесткости конструкции, от типа грунтов, от резонансных частот и пиковых амплитуд предельно допус­тимого смещения. Дело в том, что резонансные колебания влияют на контакт фундамента с грунтом. По мнению Е. А. Вознесенского, осо­бую опасность представляют маятниковые колебания, резонансное уси­ление которых происходит при расположении центра тяжести соору­жения далеко от его фундамента, например у труб, высотных зданий, высоких мостовых опор, телебашен и др. Раскачивание таких сооруже­ний приводит к их разрушению. Чрезвычайно важно знать некоторые важные характеристики грунтов, такие как модуль сжатия, модуль сдвига, коэффициент затухания колебаний, вязкость грунтов, их слоистость, степень изотропности, влажность. Рыхлые увлажненные грунты — гли­ны, пески, суглинки — меняют свои механические свойства, когда че­рез них проходят упругие сейсмические волны. Особенно опасно раз­жижение водонасыщенного грунта, когда при колебаниях исчезают контакты между зернами, слагающими грунт, и последние оказывают­ся как бы взвешенными в воде, которая содержалась в порах (рис. 18.12). При этом прочность грунта резко снижается и сооружения либо разрушаются, либо наклоняются, перекашиваются или даже «тонут». Подобное катастрофическое разжижение грунтов наблюдалось во вре­мя землетрясений 1964 г.: 27 марта у берегов Аляски около г. Анкоридж (М = 8,4) и 16 июня в Ниигате, Япония (М = 7,5).

Землетрясения приводят к активизации оползней и оползней-пото­ков в горных районах. Во время Хаитского землетрясения в Таджики­стане в 1949 г. с М = 8 сорвавшиеся со склонов гор оползни-обвалы привели к гибели 25 тыс. человек.

Таким образом, избирательное усиление колебаний грунта опреде­ленных частот, потеря прочности грунтов и их разжижение, а также возникновение оползней — потоков и обвалов — вот что приводит к разрушению жилых зданий и промышленных сооружений во время землетрясений.

Рис. 18.12. Разжижение грунта при землетрясении (по Е. А. Вознесенскому), а — рыхлые водонасыщенные пески с крупными порами до землетрясения, б — фрагмент сейсмограммы, в — момент разжижения (связи между частицами грунта разорваны, и они оказываются взвешенными в воде), г — уплотненный песок после отжатия воды и оседания частиц