Отчет призывает к совершенствованию методов оценки сейсмической разжижения грунтов

Сильные землетрясения по всему миру вызывают явление разжижения грунтов — сейсмическую генерацию избыточного порового давления и размягчение зернистых грунтов, что может привести к потере несущей способности под фундаментами зданий и инфраструктуры. Например, землетрясение в Новой Зеландии в ноябре 2016 года вызвало разжижение, нанесшее серьезный ущерб порту Веллингтона, который вносит около 1,75 млрд долларов в годовой ВВП страны. По оценкам, около 40% территории США подвержены сотрясениям, достаточно сильным для возникновения разжижения и связанных с ним повреждений инфраструктуры.

Для эффективного проектирования инфраструктуры, защищающей жизни и смягчающей экономические, экологические и социальные последствия разжижения, необходима точная оценка его вероятности и последствий. Новый отчет Национальных академий наук, инженерии и медицины США оценивает существующие полевые, лабораторные, физические и аналитические методы оценки разжижения и его последствий и дает рекомендации по учету и снижению неопределенностей, связанных с этими методами.

Наиболее часто используемые подходы для оценки вероятности разжижения — это эмпирические методы, основанные на исторических случаях, разработанные более 45 лет назад. С тех пор появились их модификации, основанные не только на исторических данных, но и на лабораторных испытаниях и численном анализе. Многие из этих вариаций используются, но нет консенсуса относительно их точности, что часто приводит к дополнительным затратам при проектировании для обеспечения необходимой уверенности в защите от разжижения.

В отчете также оцениваются методы оценки потенциальных последствий разжижения, которые менее развиты, чем методы оценки его вероятности. Понимание последствий становится все важнее по мере перехода сейсмостойкого строительства к проектным решениям, основанным на эксплуатационных характеристиках.

"Инженерное сообщество борется с различиями между подходами, используемыми для прогнозирования инициирования разжижения и его последствий", — заявил председатель комитета, подготовившего отчет, Эдвард Кавазанджян. — "Важно, чтобы сообщество геотехнической сейсмостойкости рассмотрело новые, более надежные методы оценки потенциального воздействия разжижения".

Комитет призвал к более широкому использованию принципов геологии, сейсмологии и механики грунтов для улучшения геотехнического понимания исторических случаев, площадок проектов, а также вероятности и последствий разжижения. Также подчеркивается необходимость явного учета неопределенностей как в исходных данных, так и в самих процедурах оценки.

Отчет рекомендует создать стандартизированные и общедоступные базы данных по историческим случаям разжижения для разработки и проверки методов оценки. Кроме того, комитет предложил создавать обсерватории для сбора данных до, во время и после землетрясений на площадках с высокой вероятностью разжижения. Это позволит лучше понять процессы разжижения и характеристики поведение грунтов. Данные с таких площадок могут использоваться для разработки и валидации оценочных процедур.