CC BY
48Решетневские чтения. 2017
УДК 550.343.4
СЕЙСМИЧЕСКОЕ МИКРОРАЙОНИРОВАНИЕ НА ОСНОВЕ ОБОБЩЕННЫХ СПЕКТРОВ РЕАКЦИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ
Е. В. Бодякин1*, С. А. Перетокин2, К. В. Симонов1
1Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, д. 50/44 2НП «Экологический центр рационального освоения природных ресурсов» Российская Федерация, 660049, г. Красноярск, просп. Мира, 53 *Е-шаИ: [email protected]
Представлена методика проведения сейсмического микрорайонирования (СМР) с использованием географических информационных систем (ГИС) на каждом шаге. Данная методика предполагает создание 3Б-модели площадки и вычисление в каждой её точке сейсмической интенсивности. Интенсивность рассчитывается на основе обобщенных спектров реакций и синтезированных акселерограмм.
Ключевые слова: землетрясение, сейсмология, географическая информационная система, сейсмическое микрорайонирование, спектр реакций
SEISMIC MICROZONATION BASED ON PROBABILISTIC GENERALIZED
RESPONSE SPECTRA USING GIS TECHNOLOGY
E. V. Bodyakin1*, S. A. Peretokin2, K. V. Simonov1
institute of Computational Modeling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation
2Non-Profit Partnership "Environmental Management of Natural Recourses Center" 53, Mira Av., Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation *Е-mail: [email protected]
The paper presents methodology to perform seismic microzonation using geographic information system (GIS) at each step. This methodology assumes creating 3D models of a site and computation seismic intensity in each point of the site. Seismic intensity is calculated based on probabilistic generalized response spectra and synthetic accelerograms.
Keywords: earthquake, seismology, geographic information system, seismic microzonation, response spectrum
В Российской Федерации исторически сложилось двухступенчатая схема оценки сейсмической опасности - оценка исходной сейсмичности для средних грунтов и последующая корректировка оценок с учетом реальных грунтовых условий площадки.
На картах общего сейсмического районирования РФ (ОСР) отражается уровень сейсмических воздействий, выраженных в баллах макросейсмической шкалы с заданной вероятностью не превышения за период времени 50 лет. В отдельных случаях оценки исходной сейсмичности уточняются на стадии проектирования ответственных объектов (УСО, УИС).
При сейсмическом микрорайонировании (СМР) рассчитываются поправка к оценкам исходной сейсмичности за счет реальных грунтовых условий.
При переходе от оценок ОСР к оценкам СМР возникает ряд сложностей и допущений, которые в целом снижают надежность получаемых оценок. Еще более остро эта проблема встает при необходимости оценить сейсмическую опасность в численных параметрах движения грунта - ускорениях, скоростях, смещениях.
Проведения СМР начинается с построения 3Б-мо-дели исследуемой площадки (см. рисунок) с использованием ГИС технологий и данных по бурению.
Далее рассматривается алгоритм перехода от ОСР к СМР по средствам расчета вероятностных характеристик акселерограмм (пиковых ускорений, обобщенных спектров реакции, длительности колебаний) с последующей генерацией акселерограмм и численным моделированием реакции грунта [1; 2] в каждом узле площадки.
3Б-модель исследуемой площадки
Математические методы моделирования, управления и анализа данных
Для построения алгоритма использованы эмпирические зависимости характеристик землетрясений и параметров движения грунта [3], модифицированная процедура вероятностного анализа сейсмической опасности ОСР-97 [4] и метод генерации расчетной акселерограммы рекомендуемый Приложением 3 РБ-06-98.
Наконец заключительный этап СМР представляет собой создание карт сейсмического районирования, на которых отображаются области с разной сейсмической интенсивностью сотрясения в долях балла MSK-64. Карты сейсмического районирования служат для осуществления сейсмостойкого строительства, обеспечения безопасности населения, охраны окружающей среды и других мероприятий, направленных на снижение ущерба при сильных землетрясениях.
Библиографические ссылки
1. Boore D. M. SMSIM - Fortran Programs for Simulating Ground Motions from Earthquakes: Version 2.0 - A Revision of OFR 96-80-A , U.S. Geological Survey Open-File Rep., 00-509, 2000. Available at: http://geopubs.wr.usgs.gov/open-file/of00-509/.
2. Заалишвили В. Б. Физические основы сейсмического микрорайонирования. М. : ОИФЗ РАН, 2000. 367 с.
3. Аптикаев Ф. Ф. Инструментальная шкала сейсмической интенсивности. М. : Наука и образование, 2012. 176 с.
4. Перетокин С. А. Некоторые аспекты вероятностной оценки сейсмической опасности с использованием эмпирических зависимостей // Инженерные изыскания. 2016. № 7. С. 39-48.
References
1. Boore D. M., SMSIM - Fortran Programs for Simulating Ground Motions from Earthquakes: Version 2.0 - A Revision of OFR 96-80-A , U.S. Geological Survey Open-File Rep., 00-509, 2000. Available at: http://geopubs.wr.usgs.gov/open-file/of00-509/.
2. Zaalishvili V. B. Physical fundamentals of seismic zoning. M. : UIPE RAS, 2000. 367 p.
3. Aptikaev F. F. Instrumental seismic intensity scale. M. : Science and Education, 2012. 176 p.
4. Peretokin S. A. Some aspects of probabilistic seismic hazard assessment using empirical dependences // Engineering survey. 2016. №(7). Р. 39-48.
© Бодякин Е. В., Перетокин С. А., Симонов К. В., 2017
