Несколько сильных землетрясений по всему миру привели к явлению, называемому разжижением почвы, сейсмическим образованием избыточного порового давления и размягчением зернистых грунтов, часто до такой степени, что они не могут поддерживать фундаменты зданий и другая инфраструктура. Землетрясение в Новой Зеландии в ноябре 2016 года, например, привело к разжижению, которое нанесло серьезный ущерб порту Веллингтона, который приносит около 1,75 миллиарда долларов в годовой ВВП страны. По оценкам, 40 процентов U. S. подвержен колебаниям грунта, достаточно сильным, чтобы вызвать разжижение и связанный с этим ущерб инфраструктуре.
Эффективное проектирование инфраструктуры для защиты жизни и смягчения экономических, экологических и социальных последствий разжижения требует способности точно оценивать вероятность разжижения и его последствий. В новом отчете Национальной академии наук, инженерии и медицины оцениваются существующие полевые, лабораторные, физические модели и аналитические методы для оценки разжижения и его последствий, а также рекомендуются способы учета и уменьшения неопределенностей, связанных с использованием этих методов..
Когда происходит разжижение, влажные гранулированные материалы, такие как песок и некоторые ил и гравий, могут вести себя подобно жидкости. Наиболее часто используемые подходы для оценки вероятности разжижения - это эмпирические методы, основанные на истории болезни, первоначально разработанные более 45 лет назад. С тех пор были предложены вариации этих методов, основанные не только на данных истории болезни, но также на основе лабораторных и физических испытаний моделей и числового анализа. Многие из вариантов используются, но нет единого мнения относительно их точности. В результате проектирование инфраструктуры часто требует дополнительных затрат, чтобы обеспечить желаемую уверенность в том, что последствия сжижения должным образом смягчены.
В отчете оцениваются существующие методы оценки потенциальных последствий разжижения, которые не столь совершенны, как методы оценки вероятности возникновения разжижения. Улучшение понимания последствий разжижения станет более важным, поскольку сейсморазведка все больше смещается в сторону проектирования, основанного на характеристиках.
«Инженерное сообщество борется с различиями между различными подходами, используемыми для прогнозирования того, что вызывает разжижение, и прогнозирования его последствий», - сказал Эдвард Кавазанджян, профессор геотехнической инженерии Айры А. Фултон и профессор Риджентс в Университете штата Аризона. и председатель комитета, проводившего исследование и написавшего отчет.«Для геотехнического сообщества специалистов по сейсмостойкости важно рассмотреть новые, более надежные методы оценки потенциального воздействия разжижения».
Комитет призвал к более широкому использованию принципов геологии, сейсмологии и механики грунтов для улучшения геотехнического понимания историй болезни, проектных площадок, а также вероятности и последствий разжижения. Комитет также подчеркнул необходимость явного рассмотрения неопределенностей, связанных с данными, используемыми в оценках, а также неопределенностей в процедурах оценки.
В отчете рекомендуется создать стандартизированные и общедоступные базы данных историй случаев разжижения, которые можно было бы использовать для разработки и проверки методов оценки разжижения и его последствий. Кроме того, комитет предложил создать обсерватории для сбора данных до, во время и после землетрясения в местах с высокой вероятностью разжижения. Это позволило бы лучше понять процессы разжижения, а также характеристики и поведение разжижающихся грунтов. Данные с этих сайтов можно использовать для разработки и проверки процедур оценки.
Доступ к отчету по адресу: https://www.nap.edu/catalog/23474/state-of-the-art-and-practice-in-the-assessment-of-earthquake-induced-soil- разжижение и его последствия