Введение к работе
Актуальность работы. Для территорий крупных ответственных сооружений, расположенных в сейсмически активных районах, проблема предотвращения и максимального снижения трагических и разорительных последствий сильных землетрясений является жизненно необходимой. Анализ последствий возбужденных землетрясений для территорий крупных гидротехнических сооружений мира в последние годы показал, что экологические последствия можно значительно уменьшить или даже вовсе избежать, если заранее произвести оценку сейсмической опасности таких территорий, что предполагает модернизацию существующих и разработку новых научных основ прогнозирования развития природных и техногенных процессов в период строительства и при эксплуатации ответственных сооружений в районах с высокой сейсмичностью.
Строительство и эксплуатация крупных гидротехнических сооружений сопровождается повышением его уязвимости к воздействию стихийных бедствий и техногенных катастроф, а физические повреждения жилых зданий и сооружений промышленных объектов, систем жизнеобеспечения населенных пунктов могут привести к внезапному росту социальных и экономических потерь. В связи с этим исследование сейсмического риска зданий и сооружений в районе Токтогульского водохранилища представляет несомненный научный и практический интерес.
Цель диссертационной работы - количественная оценка сейсмической опасности и уязвимости жилых зданий и сооружений в районе Токтогульского водохранилища.
Задачи исследования:
-
анализ конструктивных типов зданий и сооружений по степени сейсмической уязвимости в районе Токтогульского водохранилища;
-
зонирование территории по уровню сейсмической уязвимости и риска жилой застройки;
-
определение пиковых значений ускорений грунтов для территории Токтогульского водохранилища на основе анализа данных по сейсмическим, сейсмотектоническим и инженерно-геологическим характеристикам региона;
Научная новизна работы:
по специальности 05.23.01 - строительные конструкции, здания и сооружения:
теоретически обосновано влияние вертикальной составляющей сейсмической волны на здания и сооружения в районе исследования;
выполнены расчеты на сейсмические нагрузки четырехэтажного кирпичного здания в г. Каракуль, проведенные программным комплексом «Лира»;
впервые проведена оценка сейсмической уязвимости и риска жилых зданий г.Каракуль и анализ уровня повреждений в населенных пунктах в районе водохранилища на основе карт сейсмической интенсивности, построенных с применением вероятностных методов; "!
по специальности 25.00.10 - геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых:
проведена оценка вероятностной сейсмической опасности территории Токтогульского водохранилища и получены пиковые значения ускорений грунтов на фиксированных периодах 0.1с, 0.2с, 0.5, 1.0с с вероятностью превышения 2% и 10% за 50 лет;
составлены вероятностные карты распределения максимальных ускорений в зоне Токтогульского водохранилища;
Основные положения диссертации, выносимые на защиту. по специальности 05.23.01 — строительные конструкции, здания и сооружения
-
Анализ уязвимости по существующим типам зданий и сооружений в зоне влияния Токтогульского водохранилища на основе результатов теоретических и экспериментальных данных.
-
Построение карты-схемы зонирования жилой застройки района исследования по величине сейсмического риска и конструктивной уязвимости.
по специальности 25.00.10 - геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых
3. Построение вероятностных карт пиковых значений ускорений на
фиксированных периодах 0.1с, 0.2с, 0.5, 1.0с, с вероятностью превышения 2 % и
10 % в за 50 лет для оценки сейсмической опасности территории в районе
Токтогульского водохранилища.
Личный вклад автора.
Анализ уязвимости по существующим типам зданий и сооружений в зоне влияния Токтогульского водохранилища на основе результатов теоретических и экспериментальных данных.
проведены расчеты на сейсмические нагрузки четырехэтажного кирпичного жилого дома в г. Каракуль»;
проанализирован и обработан вероятностный сейсмический риск по величине конструктивной уязвимости жилых зданий и сооружений г. Каракуль и населенных пунктов в районе Токтогульского водохранилища;
проведены расчеты, обработаны данные и выполнен анализ результатов по составлению вероятностных карт сейсмической опасности;
Достоверность полученных результатов. Научные результаты, положения и выводы обоснованы сопоставлением полученных данных с результатами других авторов, использованием при проведении экспериментов современной измерительной аппаратуры и апробированных методов сравнения экспериментальных данных, полученных в результате модельных и натурных исследований зданий и сооружений. Общепринятой международной методологией оценки сейсмического риска, основанной на ArcGIS технологии, применением для расчета на сейсмические нагрузки жилого, здания специального программного комплекса «Лира».
Практическая значимость работы. Создание базы данных и оценка сейсмической опасности осуществлялись на основе использования новейшей методики (NORSAR), а также с применением программного средства ArcGis, позволяющей полнее использовать, модифицировать и дополнять исходную
информацию по мере ее накопления, с целью более точной оценки сейсмической опасности в соответствии с изменением данных об уровне сейсмической опасности исследуемой территории.
Результаты этого исследования, созданная база данных, выводы и рекомендации предназначены для использования при проектировании и возведении жилых зданий и ответственных сооружений в сейсмоопасных зонах. Они также могут служить основой повышения достоверности инженерно-геологической оценки территории возведения зданий и сооружении и прогнозирования развития природных и техногенных процессов в период строительства и при эксплуатации сооружений, а также для разработки новых критериев и организации грамотного и ответственного контроля над качеством проектирования и строительства жилых зданий и сооружений в районах с высокой сейсмической активностью.
Апробация работы и публикации. Результаты исследовании были представлены и доложены на ряде международных и республиканских конференций и совещаний, в том числе:
на пятой научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава и студентов КГУСТА, посвященной году образования и молодежи, Бишкек, 2000г.
на республиканской конференции «Проблемы строительства и архитектуры на пороге XXI века», Бишкек, 2000г.
на первом съезде инженеров, Бишкек, 2002г.
на первом Казахстанско-Японском семинаре «Проблемы предотвращения последствий разрушительных землетрясений», Алматы, 2001г.
на втором Казахстанско-Японском семинаре по предотвращению последствий разрушительных землетрясений, Алматы, 2002г.
на пятом Казахстанско-Китайском симпозиуме «Современная геодинамика и сейсмический риск Центральной Азии», Алматы, 2003г.
на международной конференции «Проблемы сейсмологии III тысячелетия», Новосибирск, 2003г.
на международной конференции «Проблемы механики и сейсмодинамики сооружений», Ташкент, 2004г.
на международной научно-практической конференции «Гис в Центральной Азии» ГИСЦА-05, Бишкек, 2005г.
на третьем международном симпозиуме «Геодинамика и геоэкология высокогорных регионов в XXI веке», Научная станция РАН в г.Бишкеке, 2005г.
на второй международной научно-практической конференции «Гис в Центральной Азии» ГИСЦА-08, Бишкек, 2008
на четвертом международном симпозиуме «Геодинамика и геоэкология высокогорных регионов в XXI веке», Научная станция РАН в г.Бишкеке, 2008г.
на пятом международном симпозиуме «Геодинамика и геоэкология высокогорных регионов в XXI веке», Научная станция РАН в г.Бишкеке, 2011г.
на шестой международной конференции «ГИС в Центральной Азии», КГУСТА, Бишкек, 2012г.
на международной научно-практической конференции «Инновации в области строительства и образования: становление, проблемы, перспективы» 12-13 ноября, КГУСТА, Бишкек, 2012г.
на международной научно-практической конференции «Насирдин Исанов - видный государственный деятель Кыргызской Республики. 1-2 ноября 2013г. КГУСТА, Бишкек, 2013г.
По теме диссертационной работы опубликовано 12 работ. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из 4 глав, введения и заключения. Общий объем работы составляет 158 страницы, в том числе 9 таблиц, 48 рисунков и 134 наименований использованных литературных источников.
