CC BY
34
УДК 550.343.4: 624.046
АНАЛИЗ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И ОЦЕНКА
СЕЙСМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ТЕРРИТОРИЮ
ПЕРСПЕКТИВНОЙ ЗАСТРОЙКИ В ЗОНЕ ВЕРОЯТНОГО ЗАТОПЛЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ Г. ФЕОДОСИИ
А.Ю. Прокопов, А.В. Новосельцев, И.В. Сычев
Дана оценка сейсмического действия на территории перспективной застройки. Представленный участок расположен в пойменной части реки и характеризуется комплексом сложных инженерно-геологических и гидрологических условий. Дана гидрогеологическая, гидрологическая и инженерно-геологическая характеристика поймы реки Байбуги в Крыму. Проведен анализ тектонического строения Крыма и эпицентров землетрясений на юге России и сопредельных территориях. Проведена оценка сейсмического воздействия на перспективную застройку, представлены результаты расчетов параметров сейсмической интенсивности и микросейсмического районирования с учетом вероятного затопления. Сделаны выводы о возможности и целесообразности строительства на изучаемой территории.
Ключевые слова: инженерная геология, сейсмическое микрорайонирование, сейсмическое воздействие, опасные геологические процессы, гидрологические условия, тектоника, затопление.
Введение
Развитие урбанизированных территорий требует освоения новых площадей. Современные города расширяются за счет участков раннее считавшимися малопригодными для строительства, в том числе за счет затапливаемых речных пойм. Обычно для данных площадок характерны сложные инженерно-геологические условия, обусловленные прямым взаимодействием поверхностных и поземных вод [1 - 3], слабыми аллювиальными грунтами, береговой эрозией и приуроченным к ней оползневым процессам [4, 5], а также подтоплением и затоплением прибрежных территорий [6]. Все вышеперечисленное может в значительной степени усугубляться сейсмическим воздействием, а само сейсмическое воздействие будет в значительной степени зависеть от колебаний уровня грунтовых вод (УГВ), который в пойменной части может быть значительным. Поэтому важно при освоении таких территорий, и принятии проектных решений, выполнять комплексные и детальные инженерные изыскания, включающие в себя оценку: гидрометеорологических, инженерно-геологических, гидрогеологических условий, а также важно оценивать уровень сейсмического воздействия на участок перспективной застройки.
В статье рассматривается пример освоения такой территории, расположенной в пойменной части р. Байбуги. Район исследования расположен на юго-востоке Крыма на побережье Феодосийского залива на предгорной
равнине, в непосредственной близости от склонов хребта Тепе-Оба, и склонов г. Лысая, прикрывающих г. Феодосию с запада и юго-запада (рис. 1).
Рис. 1. Ситуационный план участка работ (г. Феодосия)
Исследуемый участок непосредственно граничит с р. Байбуга и в гидрологическом отношении оценивается как неизученный. По своему водному режиму, согласно классификации Б.Д. Зайкова, река Байбуга относится к рекам с паводочным режимом Крымского подтипа [7].
По результатам расчетов по определению площади воды в зависимости от уровня были определены объемы воды, способные вместиться от паводка в чашу (плавни реки Байбуга). При прохождении максимального расхода воды 1 % обеспеченности за первые 12 часов объем паводка составит 1,15 млн м3 уровень воды поднимется до абсолютных высотных отметок 7,10 м. Максимальный уровень воды на участке изысканий при нормальной работе гидротехнических сооружений составит 7,65 м (рис. 2).
Рис. 2. Схема затопления участка изысканий
Материалы и методы исследований.
Техногенные условия участка изысканий характеризуются как средние. Участок находится вблизи территории, застроенной частными и многоэтажными домами города, а также промышленных предприятий, участок изысканий особо не осложнен наличием надземных и подземных коммуникаций.
Влияние на инженерно-геологические условия площадки оказывает ряд факторов, таких как: трассы водонесущих коммуникаций, плотная застройка, линии электропередач, автомобильные и железные дороги. Эти факторы могут оказывать: тепловое, биологическое, химическое, механическое влияние на грунты и могут изменить их физико-механические свойства, повысить агрессивно-коррозионные свойства, а также нарушить естественный сток осадков. Все это необходимо учесть при принятии проектных решений.
Исследуемый участок принадлежит Синклинорию восточного Крыма. Синклинорий представлен различными по составу нижнемеловыми и верхнеюрскими отложениями (неоком), при этом больший объем представлен резко фациально-изменчивым породами верхней юры. Восточная часть синклинория, а также, с высокой вероятностью, наиболее прогнутые участки его внутренней зоны, сложены преимущественно сред-неюрскими отложениями [8].
Непосредственно на участке работ территория сложена отложениями палеогеновой, неогеновой и меловой систем, перекрытыми с поверхности насыпным грунтом и почвенно-растительным слоем. В геолого-литологическом разрезе участка до глубины 3,0 - 21,0 м по данным бурения скважин прослежены:
- Н ООу) от 0,0 до 0,5 м - суглинок коричневато-бурый, полутвердый с обломками известняка и строительного мусора;
- П (е01у) от 0,0 до 0,3 - 1,5 м - почвенно-растительный слой: суглинок коричневато-бурый, обломки известняка;
- (Pg3+N1mk) от 0,5 - 14,4 до 1,1 - 20,0 м - глина от желто-бурого до серого цвета, с тонкими прослойками суглинка, от твердой до полутвердой, с пятнами ожелезнения до 20...30 %, с вкраплениями карбонатов и раковин моллюсков;
- (Pg3+N1mk) от 0,3 - 7,7 до 1,4 - 14,4 м - глина от желто-бурого до серого цвета, с тонкими прослойками суглинка, от полутвердой до туго-пластичной, с пятнами ожелезнения до 20...30 %, с вкраплениями карбонатов и раковин моллюсков;
- (К1) от 8,2 - 18,9 до 10,0 - 21,0 м - Полускальный грунт: глинистый сланец темно-серого цвета, низкой прочности, плотный, выветрелый, с включением глины светло-серого цвета и кристаллов гипса;
В соответствии с гидрогеологическим районированием описываемая территория расположена на площади, сложенной преимущественно
водоупорными и слабоводопроницаемыми отложениями, с отсутствием водоносных горизонтов эксплуатационного назначения.
Гидрогеологические условия участка характеризуются наличием безнапорного водоносного горизонта, приуроченного к палеогеновым глинам. В весеннее-летний период, на момент проведения исследований, подземные воды вскрыты всеми скважинами на глубинах от 0,2 до 1,1 м. При условии сезонных колебаний уровня грунтовых вод равных - 1,0 - 1,5 м, при максимальных прогнозных УГВ подземные воды выходят на дневную поверхность, затапливая исследуемую территорию. Кроме того, близкое расположение к реке свидетельствует о наличии гидравлической связи подземных вод с уровневыми режимами р. Байбуга, что может приводить к резкому подъему УГВ в паводковый период.
При освоении территорий со сложными гидрогеологическими и гидрологическими условиями важно исключить утечки из водонесущих коммуникаций, так как это приведет к дальнейшему повышению уровня грунтовых вод, и ухудшению инженерно-геологических условий.
В общем тектоническом плане Крым представляет собой надвиго-во-меланжевую структуру, сформированную столкновением Скифского террейна с Евроамерикой (в позднем палеозое), коллизией Евразии с Горнокрымским террейном или с Гондваной (в средней юре - раннем мелу) и подвигом новообразованной океанической коры Черного моря под Евразию (в кайнозое) (рис. 3).
Главным элементом модели являются две сутуры, а также связанные с ними надвиги, складки и меланж в основном северного падения. Отдельные надвиги встречного падения, сбросы и сдвиги имеют второстепенное значение.
В структурно-тектоническом отношении Южный Берег Крыма обусловлен большим количеством разнопорядковых складчато-блоковых структур, а также разновозрастных и разнонаправленных дизъюнктивных нарушений. Большое влияние на строение Крыма оказывают разломы глубокого заложения. Поперечные разломы, такие как Молбайский, Ялтинский, Гурзуфский, Кучук-Мойский, простирающиеся в северо-западном направлении, а в современном врезе трассируются системами сбросо-сдвигов с близвертикальными смесителями. Наиболее ранняя активизация происходила в средней юре, что подтверждается вторичными изменениями в зонах дробления. Деформации позднечетвертичных суглинков и вовлечение в подвижки террасовых уровней подтверждает последнюю активацию разломов уже на современном этапе развития Земли.
Неотектонические условия Южного Берега Крыма обусловлены сложными, разнонаправленными вертикальными движениями земной коры при общем поднятии Главной гряды Крымских гор и опускании материковой отмели и нижней части склона (побережье у берегов г. Ялты опускается со скоростью - 1,1 мм/год, а у берегов г. Алушты - 1,4 мм/год), это объ-
ясняет значительную крутизну южного берега и большую интенсивность протекающих на нем экзогеодинамических (в частности, оползневых) процессов [9].
Рис. 3. Карта региональных структур Крыма [10]: 1 - 3 - региональные тектонические структуры: 1 - Горно-Крымское складчато-надвиговое сооружение; 2 - Скифская эпигерцинаская плита; 3 - Восточно-Европейская докембрийская платформа; 4 - 10 - локальные тектонические структуры: 4 - поднятия, сложенные породами Таврической серии и средней юры; 5 - складчато-надвиговые структуры в триас-юрских породах; 6 - грабен-синклинали
и моноклинали в породах юры и нижнего мела; 7 - моноклинали в породах верхней юры; 8 - складчатые структуры в породах майкопской серии палеогена; 9 - моноклинали в породах мела-палеогена;
10 - среднеюрские интрузии; 11 - г. Севастополь; 12 - 14 - тектонические нарушения: 12 - первого порядка (СевероКрымская, Предгорно-Крымская, Южнобережно-Крымская, Правдинская); 13 - второго порядка (Салгинско-Октябрьская, ЮжноАзовская); 14 - третьего порядка (Кучук-Койская, Ялтинская,
Узунларско-Самарская)
Визуализация эпицентров наиболее заметных землетрясений позволяет соотнести их с теми или иными геологическими структурами (рис. 4).
24° 26° 28° 30" 32" 34;| Зв 38° 40°
Рис. 4. Карта эпицентров землетрясений Юга России и сопредельных
территорий
Ежегодно сеть регистрирует десятки, а в отдельные годы более сотни относительно слабых и ощутимых сейсмических событий. Их изучение позволяет следить за «сейсмической погодой» Крыма, в частности, за сейсмической обстановкой в Севастопольском районе. К настоящему времени в каталоге Крыма содержится около 4000 землетрясений, 40 из которых относятся к разрушительным.
Все очаги крымских землетрясений располагаются в зоне наиболее крупных тектонических нарушений. Вследствие неравномерного движения отдельных блоков Южнокрымского поднятия в зоне поперечных дислокаций происходят разрывно-сдвиговые нарушения, энергия которых и разрешается в виде толчков землетрясений, а причиной крымских землетрясений являются современные тектонические движения в зонах более древних тектонических разрывов [9, 11].
Анализ расположения эпицентров землетрясений позволяет в самых общих чертах обозначить геологические структуры, ответственные за реализацию сейсмического потенциала региона.
Наиболее крупные землетрясения располагаются по линейно протяженным структурам (сейсмолинеаментам), которые трассируют
тектонические нарушения. При этом, поля сейсмических интенсивно-стей можно приближенно считать изотропными со стандартными параметрами затухания интенсивностей.
Сейсмотектонические и геодинамические структуры преобразуются в абстрактную линеаментно-доменно-фокальную модель (ЛДФ-модель), в которой происходит генерация землетрясений (рис. 5). Ее можно считать схематической картой зон возможных очагов землетрясений (ВОЗ), где каждый линеамент и домен характеризуется максимальной магнитудой Мшх-
Рис. 5. ЛДФ-модель Крыма: 1 - линеаменты; 2 - домены; 3 - границы полуострова. Цифры соответствуют максимальным магнитудам линеаментов и доменов
К основным элементам ЛДФ-модели относятся:
1) линеаменты - пространственные структурированные линейные объекты, в которых происходит генерация землетрясений. каждая точка является источником мгновенных излучений;
2) домены - неструктурированные по пространству объекты с хаотически распределенными потенциальными очагами землетрясений (в основном - слабыми);
3) фокальные зоны - ограниченные по пространству объемы, в которых располагаются потенциальные очаги сильнейших землетрясений (М< 8).
Анализ результатов исследований
Определение сейсмической сотрясаемости в ячейке матрицы сотря-саемости дает возможность получить вероятностные оценки исходной балльности в данной точке.
Сейсмическая сотрясаемость рассчитывается по уравнению макро-сейсмического поля в форме Блейка-Шебалина:
I = b • M - S • lg r + C где М - магнитуда землетрясения из соответствующей зоны ВОЗ;
r = л/а + h - гипоцентральное расстояние, км; А - эпицентральное расстояние; h - глубина очагов; b = 1,5; S = 3,5; С = 3,0 - региональные эмпирические коэффициенты уравнения макросейсмического поля.
В нашем случае магнитуда Мmах = 6,0, эпицентральное расстояние А = 5,6 км, оптимальная глубина гипоцентра в соответствии с данными карты эпицентров землетрясений Крыма h = 15 км.
В результате расчетов находим: I = 7,98 балла.
Основные параметры сейсмических воздействий оценены для условий горизонтально-слоистого разреза. Для наиболее сильных сейсмических событий при величине интенсивности 8 баллов величина ускорений может быть оценена значением ускорений около 0,2g или 200 см/с2.
Основные параметры сейсмических воздействий оценены для условий горизонтально-слоистого разреза. Помимо нормативной, можно использовать оценку параметра PGA по методике Ф.Ф. Аптикаева (1981, 2014) [12]:
Lg (PGA) = 0,8 (0,33 М - 0,61 - lg r) + 2,23.
Оценка PGA составляет 203,48 см/с2, которая несколько выше нормативного значения.
1. Оценка периода сейсмических колебаний. Видимый период ускорений, связанный с максимальной амплитудой записи, оценен по формуле для типового скоростного строения среды:
lg T = 0,15 Ms + 0,25 lg r + C - 1,9 ± 0,20, где T - видимый период колебаний, связанный с максимальной амплитудой записи; C = 0,11 - поправочный коэффициент за тектонические условия (взбросы, сбросы, сдвиги).
Подставляя в вышеприведенную формулу, получаем Т = 0,27 с или f ^ 3,73 Гц.
2. Оценка длительности колебаний. Эта величина для различных по литологическому составу грунтов изменяется в гораздо больших пределах, по сравнению с показателем Т. Оценка d производится по формуле
lg d = 0,15 Ms + 0,50 lg r + 1,3 + S ± 0,25, где значение коэффициента S составляет -0,15; 0,00; 0,4 для грунтов 1-й, 2-й, 3-й категорий соответственно. В нашем случае получаем d = 0,43 с.
3. Частотная характеристика модели грунтовой толщи. На частоте f ~ 3,73 Гц, соответствующей видимому периоду колебаний грунтовой толщи на площадке исследований, длина волны многократно превышает толщины (мощности) слоев в модели, колебания верхней части грунтовой толщи полностью повторяют колебания, подходящие из нижнего полупространства. Расчетная оценка сейсмической опасности базируется на взаимодополняющих друг друга методах оценки:
- метод сейсмических жесткостей эталонного и исследуемого грунтов (расчет приращений сейсмичности по отношению к фоновой (исходной) сейсмичности);
- определение сейсмической интенсивности по максимальному ускорению синтезированных акселерограмм.
Для учёта локальных сейсмических воздействий и проведения соответствующих вычислений выполняем обобщение данных об инженерно -геологических и сейсмоакустических свойствах грунтов участка инженерных изысканий.
Приращения сейсмической интенсивности (А/ в баллах) оценены по методу сейсмической жесткости в соответствии с нормативными и рекомендательными документами [13, 14]. Оценка А/ произведена относительно участков с эталонными грунтами по формуле
А/ = А/с + А/в+А/рез;
А/с = 1,67 Л ^ (РэУэ/РгУ); АГВ = {еО0к 2 )к;
А/рез = 3,32 ^ (РэУэ/рУ) + Ге - 0,04 Н, где А/с - приращение сейсмической интенсивности за счет различия сейсмической жесткости грунтов на изучаемом и эталонном участке; А/в -приращение сейсмической интенсивности за счет ухудшения сейсмических свойств грунтов на изучаемом участке при обводнении (водонасыще-нии); А/рез - приращение сейсмической интенсивности за счет возможного возникновения резонансных явлений; рУэ - средняя сейсмическая жесткость на эталонном участке, а р,У - средняя сейсмическая жесткость грунтов на изучаемом участке, Н - уровень грунтовых вод, К - коэффициент, зависящий от литологического состава грунтов, равный 0,5 [13]; Ге - коэффициент, учитывающий его влияние (Ге = 1).
Заметных резонансных явлений на площадке исследований не предвидится, поскольку в глубинном разрезе отсутствуют резкие высококонтрастные границы раздела. Показатели, необходимые для расчета сейсмической (акустической) жёсткости и её рассчитанные значения, приведены в табл. 1. В этой же таблице приведены данные вычислений А/. Плотность определена в лаборатории на образцах керновых проб.
Таблица 1
Результаты расчета параметров сейсмической интенсивности
Ведомость приращения сейсмической интенсивности
П и £ Скважина Средневзвешенные параметры изучаемой 10-метровой толщи Приращение сейсмической интенсивности Приращение сейсмической интенсивности с учетом прогнозного УГВ
СЛ с/ и и р с/ /м £ и Сейсмическая жесткость, р- У8, г/см3*м/с Фоновая сейсмичность, балл Приращение по У5, ¿латттт И (УГВ), м А/в, балл л аб § И (УГВ), м А/в, балл л аб §
СП 1 61 2,12 299,1 633,38 8,0 -0,25 0,4 0,48 8,2 При максимальных прогнозных УГВ подземные воды выходят на дневную поверхность 0,50 8,3
260 1,96 281 ,5 551,65 8,0 -0,15 0,3 0,49 8,3 0,50 8,4
СП 2 71 1,96 266,4 522,43 8,0 -0,11 0,3 0,49 8,4 0,50 8,4
78 1,93 252,6 488,49 8,0 -0,06 0,3 0,49 8,4 0,50 8,4
81 1,90 263 ,0 499,88 8,0 -0,08 0,4 0,48 8,4 0,50 8,4
СП 3 5 1,87 274,0 511,47 8,0 -0,09 0,3 0,49 8,4 0,50 8,4
10 1,87 261 ,4 487,97 8,0 -0,06 0,2 0,49 8,4 0,50 8,4
12 1,87 281 ,1 525,84 8,0 -0,11 0,3 0,49 8,4 0,50 8,4
СП 4 125 1,90 269,1 510,41 8,0 -0,09 0,2 0,49 8,4 0,50 8,4
128 1,89 261 ,8 493,99 8,0 -0,07 0,2 0,49 8,4 0,50 8,4
162 1,90 273 ,5 519,70 8,0 -0,10 0,2 0,49 8,4 0,50 8,4
СП 5 44 1,88 276,1 518,25 8,0 -0,10 0,2 0,49 8,4 0,50 8,4
51 1,90 271 ,0 514,76 8,0 -0,10 0,2 0,49 8,4 0,50 8,4
49 1,89 263 ,8 498,56 8,0 -0,07 0,2 0,49 8,4 0,50 8,4
СП 6 19 1,91 254,1 484,27 8,0 -0,05 0,2 0,49 8,4 0,50 8,4
24 1,91 267,1 509,37 8,0 -0,09 0,2 0,49 8,4 0,50 8,4
В связи с высокими значениями скоростей продольных волн, не связанных со структурными связями грунтов, а отражающих уровень грунтовых вод и водонасыщенность, расчеты будут характеризоваться ложными пониженными значениями приращений балльности и расчеты проводятся только по поперечным волнам, несущим наибольшие разрушения, а по продольным волнам будет скорректировано положение уровня грунтовых вод [13, п. 3.4.4, прим. 1].
Приращения сейсмической интенсивности выполнено по методу сейсмических жесткостей относительно эталонных (средних) грунтов с параметрами У5 = 250 м/с, р =1,8 г/см3.
Модель грунтовой толщи участка исследований с позиций сейсмического микрорайонирования составлена и представляется в форме табл. 1 осреднённых количественных показателей скорости распространения упругих волн и плотности литологических слоёв верхней части разреза. Мощность расчетной толщи принимаем равной 10 м. В табл. 1 отражены расчеты с учетом наиболее худшего прогнозного уровня подземных вод.
Для составления наиболее точного сейсмического прогноза, который позволит выбрать оптимальные проектные решения, обеспечивающие сейсмическую стойкость при наименьших затратах, необходимы показатели колебаний грунтов, способные нанести ущерб проектируемым сооружениям. Для этого необходимо получить спектральный состав колебаний грунтов при тех или иных крупных землетрясениях. Акселерограммы землетрясений используются для расчетов строительных конструкций будущих зданий и сооружений [15].
Для расчетов было использовано сейсмическое событие - цифровая запись землетрясения от 13 мая 2016 г., произошедшего в 14 ч 05 мин 27.8 сек, основные параметры очага: широта 44.63 К, долгота 34.41 Е, глубина очага Н = 13 км, магнитуда М№ = 3.5/4. Это событие отвечает требованиям «типичных» записей по статистическим закономерностям динамических и кинематических параметров волновых форм от землетрясений [15, 16].
Методика расчета сейсмических воздействий будет отражать региональные особенности сейсмичности участка, использование аналогичных записей слабых землетрясений, регистрируемых на ближайшей к исследуемой территории сейсмостанции. Расчеты спектральных характеристик и синтезированных акселерограмм проводились по параметрам многослойного сейсмического разреза с горизонтальными границами раздела по методу тонкослоистых сред [17]. Входными данными расчётов служат скорости распространения поперечных сейсмических волн в грунтах, мощности слоёв, плотности грунтов, добротности и декременты затухания. Исходя из геосейсмических характеристик, полученных сейсморазведкой КМПВ, в качестве расчётного разреза был использован сводный разрез площадки, отражающий особенности строения грунтового массива площадки.
Суть частотно-временного способа микросейсморайонирования заключается в прогнозе амплитудного состава колебаний грунтов при опасных для конкретной площадки землетрясений в частотном (спектры) и временном (акселерограммы) измерениях (рис. 6).
Рис. 6. Амплитудно-частотные характеристики для расчетной
толщи грунтов
В соответствии с методикой тонкослоистых сред определялись синтетические акселерограммы для наиболее сильных землетрясений (рис. 7).
Как видно из рис. 7, акселерограммы мало отличаются друг от друга. В группе поперечной волны ускорения максимальны в направлении «очаг-объект» (Е-компонента), примерно в 1,2 - 1,4 раза больше, чем в ортогональном направлении (/-компонента). Колебания достаточно быстро затухают на расчетных акселерограммах до времени 20...30 с.
Количественные параметры синтезированных акселерограмм полученные при моделировании воздействия от сценарного землетрясения представлены в табл. 2.
Расчет приращений сейсмической интенсивности производился относительно параметров среднего грунта согласно п.4.10 РСН 65-87 по формуле
М = 3,3 к А
ё А '
где Лг, Аэ - значения ординат частотных характеристик на соответствующих частотах максимальных амплитуд, осциллограмм или ординат спектров реакции соответственно на исследуемом и эталонном участках.
б
в
Рис. 7. Акселерограммы прогнозируемого расчётного землетрясения: а, б, в - соответственно компоненты Е, N и Z
Таблица 2
Количественные параметры расчетных акселерограмм, полученные при моделировании воздействия от сценарных землетрясений
Направление воздействия* Длительност ь записи, с Пиковое ускорение записи, д. ед. д Пиковое ускорение записи, м/с2 Приращение сейсмической интенсивности, балл
Е 17,5 0,217 2,13 0,10
N 18,0 0,257 2,53 0,35
2 17,5 0,118 1,16
Примечание: * Е и N - горизонтальные; 2 - вертикальное.
Выводы
Сравнительный анализ сходимости количественных оценок сейсмичности площади и сопутствующих сооружений по комплексу методов выполнен для максимальных значений горизонтальных составляющих сейсмичности, полученных по результатам инструментальных наблюдений (метод сейсмической жесткости) и математического моделирования.
В соответствии с требованиями нормативной документации расхождения результатов, полученных посредством различных методик, не превышают 0,5 балла.
Как видно из представленных акселерограмм, они мало отличаются друг от друга. В группе поперечной волны ускорения максимальны в направлении «очаг-объект» (Е-компонента), примерно в 1,2 - 1,4 раза больше, чем в ортогональном направлении (/-компонента). На расчетных акселерограммах наблюдается затухание колебаний до 20... 30 секунд.
Расчеты приращений сейсмической интенсивности по разным методикам определения показали хорошую сходимость результатов:
- по методу сейсмических жесткостей для расчетной толщи, определённое по поперечным волнам, составляет 0,4 балла;
- по максимальному ускорению синтезированных акселерограмм составляет 0,35 балла.
После анализа результатов комплексных исследований на участке перспективного освоения территории в пойме реки Байбуга, можно сделать вывод о том, что, несмотря на сложность гидрологических, гидрогеологических и инженерно-геологических условий, площадка пригодна для капитального строительства. Также, учитывая высокое стояние грунтовых вод и возможное прогнозное затопление территорий, площадка исследований характеризуется сейсмической интенсивностью 8 баллов, что соответствует, после округления до целочисленных значений фоновой исходной сейсмичности, определенной по карте 0СР-2015-В.
При использовании материалов комплексных изысканий и принятии верных проектных решений, территория, расположенная в пойме реки Байбуга и территории подобные ей, могут осваиваться и эффективно использоваться без рисков для жизни и здоровья населения, а также экологической обстановки региона.
Список литературы
1. Гридневский А.В., Прокопов А.Ю. Анализ причин подтопления г. Зернограда методом численного гидрогеологического моделирования //
Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2019. Вып.1. С. 78 - 91.
2. Гридневский А.В., Прокопов А.Ю. Природно-техногенные условия формирования подтопления межбалочных пространств города Ростова-на-Дону // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2019. Вып.2. С. 26 - 37.
3. Прокопов А.Ю., Ласун В.С. Оценка изменения инженерно-геологических и гидрогеологических условий в результате высотной застройки жилого района Левенцовский в Ростове-на-Дону // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2021. Вып.1. С. 217
- 224.
4. Должиков П.Н., Прокопов А.Ю., Ткачева К.Э. Стабилизация оползневых грунтов методом напорных инъекций. Ростов н/Д: ДГТУ-принт, 2018. 200 с.
5. Прокопов А.Ю., Лебидко В.А. Выбор и обоснование методов бе-регоукрепления (на примере р. Кубань в г. Краснодаре) // Известия Ростовского государственного строительного университета. 2015. Т. 2. № 20. С. 41 - 48.
6. Прокопов А.Ю., Новосельцев А.В. Динамика и условия изменения уровня грунтовых вод на территории международного аэропорта Сочи // Сб. науч. тр. междунар. науч.-практ. конф. Строительство и архитектура
- 2021: Ростов н/Д: ДГТУ, 2021. С. 138 - 140.
7. Зайков Б.Д. Очерки гидрологических исследований в России / под ред. А.П. Доманицкого. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 325 с.
8. Геология СССР. Том 8. Крым. Часть 1. Геологическое описание. М.: Недра, 1969. 576 с.
9. Казанцев Ю.В. Тектоника Крыма. М.: Наука, 1982. 112 с.
10. Фрагмент гидрогеологической карты СССР, относящийся к региону Крым (лист L-36. Масштаб 1:1000000. Картограф А.А. Кривонос, геолог Е.Е. Золотокрылина). 1986.
11. Руководство по инженерно-геологическим изысканиям на оползневых склонах Южного берега Крыма. НИИ по инженерным изысканиям в строительстве. М.: Стройиздат, 1978. 74 с.
12. Аптикаев Ф.Ф. Инструментальная шкала сейсмической интенсивности // РАН, Ин-т физики Земли им. О.Ю. Шмидта. М: Наука и образование, 2012. 175 с.
13. РСН 65-87. Инженерные изыскания для строительства. Сейсмическое микрорайонирование. Технические требования к производству работ.
14. РСН 60-86. Рекомендации по сейсмическому микрорайонированию, 1985.
15. СП 14.13330.2018. (СНиП II-7-81) Строительство в сейсмических районах.
16. Пустовитенко Б. Г., Эреджепов Э. Э., Бондарь М. Н. Спектральные и динамические параметры очагов землетрясений Крыма 2017 г. // Учёные записки КФУ имени В. И. Вернадского. География. Геология. 2018. Т. 4 (70). № 4. С. 69 - 83.
17. ИМД 77 81. Рекомендации по применению частотно временного способа сейсмического микрорайонирования.
Прокопов Альберт Юрьевич, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, prokopov 72@rambler.ru, Россия, Ростов-на-Дону, Донской государственный технический университет,
Новосельцев Александр Владимирович, ассистент, ug88@bk.ru, Россия, Ростов-на-Дону, Донской государственный технический университет,
Сычев Илья Владимирович, ст. преподаватель, ilya.sychev88@gmail.com, Россия, Ростов-на-Дону, Донской государственный технический университет
ANALYSIS OF ENGINEERING AND GEOLOGICAL CONDITIONS AND ASSESSMENT OF SEISMIC IMPACT ON THE TERRITORY PROSPECTIVE DEVELOPMENT IN THE ZONE OF PROBABLE FLOODING ON THE EXAMPLE OF THE CITY OF FEODOSIA
A.Yu. Prokopov, A.V. Novoseltsev, I.V. Sychev
The article gives an assessment of the seismic action on the territory of promising development. The presented site is located in the floodplain part of the river and is characterized by a complex of complex engineering-geological and hydrological conditions. The hy-drogeological, hydrological and engineering-geological characteristics of the floodplain of the Baibuga River in the Crimea are given. The analysis of the tectonic structure of the Crimea and earthquake epicenters in the south of Russia and adjacent territories was carried out. An assessment of the seismic impact on prospective development has been made, the results of calculating the parameters of seismic intensity and microseismic zoning are presented. Conclusions are drawn about the possibility and expediency of construction in the study area.
Key words: engineering geology, seismic microzoning, seismic impact, hazardous geological processes, hydrological conditions, tectonics.
Prokopov Albert Yurievich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, prokopov72@rambler.ru, Russia, Rostov-on-Don, Don State Technical University,
Novoseltsev Alexander Vladimirovich, assistant, ug88@bk.ru, Russia, Rostov-on-Don, Don State Technical University,
Sychev Ilya Vladimirovich, senior lecturer, ilya.sychev88@gmail.com, Russia, Rostov-on-Don, Don State Technical University
Reference
1. Gridnevsky A.V., Prokopov A.Yu. Analysis of the causes of flooding in the city of Zernograd by the method of numerical hydrogeological modeling // Izvestiya of the Tula State University. Earth Sciences. 2019. No. 1. pp. 78 - 91.
2. Gridnevsky A.V., Prokopov A.Yu. Natural and technogenic conditions for the formation of flooding of the inter-beam spaces of the city of Rostov-on-Don // Izvestiya of Tula State University. Earth Sciences. 2019. №2. pp. 26 - 37.
3. Prokopov A.Yu., Lasun V.S. Evaluation of changes in engineering-geological and hydrogeological conditions as a result of high-rise building of the residential area Leventsov-sky in Rostov-on-Don // Izvestiya of the Tula State University. Earth Sciences. 2021. №1. pp. 217 - 224.
4. Dolzhikov P.N., Prokopov A.Yu., Tkacheva K.E. Stabilization of landslide soils by pressure injection. Rostov n/a: DSTU-print, 2018. 200 p.
5. Prokopov A.Yu., Lebidko V.A. Selection and justification of bank protection methods (on the example of the Kuban River in Krasnodar) // Proceedings of the Rostov State University of Civil Engineering. 2015. V. 2. No. 20. S. 41 - 48.
6. Prokopov A.Yu., Novoseltsev A.V. Dynamics and conditions for changing the groundwater level on the territory of Sochi International Airport // Construction and architecture - 2021: materials of the Intern. scientific-practical. conf. Rostov n/a: DSTU, 2021, pp. 138 - 140.
7. Zaikov B.D. Essays on Hydrological Research in Russia / Ed. A.P. Domanitsky. L: Gidrometeoizdat, 1973. 325 p.
8. Geology of the USSR. Volume 8. Crimea. Part 1. Geological description. M.: Nedra, 1969. 576 p.
9. Kazantsev Yu.V. Tectonics of the Crimea. M.: Nauka, 1982. 112 p.
10. A fragment of the hydrogeological map of the USSR relating to the Crimea region (sheet L-36. Scale 1:1000000. Cartographer A.A. Krivonos, geologist E.E. Zolotokrylina). 1986.
11. Guidance on engineering-geological surveys on landslide slopes of the Southern Coast of Crimea / Scientific Research Institute for Engineering Surveys in Construction. M: Stroyizdat, 1978. 74 p.
12. Aptikaev F.F. Instrumental scale of seismic intensity / Russian Academy of Sciences, Inst. O.Yu. Schmidt. M: Science and education, 2012. 175 p.
13. RSN 65-87. Engineering surveys for construction. Seismic microzoning. Technical requirements for the production of work.
14. RSN 60-86. Recommendations on seismic microzoning, 1985.
15. SP 14.13330.2018. (SNiP II-7-81) Construction in seismic regions.
16. Pustovitenko B. G., Eredzhepov E. E., Bondar M. N. Spectral and dynamic parameters of earthquake sources in the Crimea in 2017 // Uchenye zapiski KFU named after V. I. Vernadsky. Geography. Geology. Volume 4 (70). No. 4. 2018. P. 69 - 83.
17. IMD 77 81 Recommendations for the use of the time-frequency method of seismic microzoning.
