Кіріспе
Жер сілкінісінің белгілі бір географиялық аймақта, белгілі бір уақыт аралығында орын алу ықтималдығы. Сейсмикалық қауіп – белгілі бір географиялық аймақта, белгілі бір уақыт аралығында және белгілі бір шекті мәннен асып түсетін жер қозғалысы қарқынымен жер сілкінісінің орын алу ықтималдығы. Осылайша бағаланған қауіптілік, тәуекелді бағалауға және стандартты ғимараттар үшін құрылыс нормаларына, ірі ғимараттар мен инфрақұрылымдық жобаларды жобалауға, жерді пайдалануды жоспарлауға және сақтандыру тарифтерін анықтауға мүмкіндік береді. Сейсмикалық қауіпті зерттеулер екі стандартты өлшемді де шығарады – күтілетін жер қозғалысын, олардың екеуі де шатастыратын түрде MCE деп қысқартылады: стандартты құрылыс нормаларында қолданылатын қарапайым ықтималдық ең жоғары қарастырылған жер сілкінісі (немесе оқиға), және үлкен ғимараттар мен азаматтық инфрақұрылымды (мысалы, бөгеттер немесе көпірлер) жобалауда қолданылатын егжей-тегжейлі және детерминистік ең жоғары сенімді жер сілкінісі. Қай MCE туралы сөз болып жатқанын нақтылау маңызды. Сейсмикалық қауіпті анықтау үшін есептеулерді алғаш рет 1968 жылы C. Аллин Корнелл ұсынды және олардың маңыздылығы мен қолданылу деңгейіне байланысты өте күрделі болуы мүмкін. Аймақтық геологиялық және сейсмологиялық жағдайды алдымен сейсмометрлік жазбалардан жер сілкінісінің пайда болу тереңдігі мен жер бетіндегі көздері мен үлгілері бойынша тексеру керек; екіншіден, осы көздердің жергілікті геологиялық тау жыныстары мен топырақ түрлеріне, беткей бұрышына және жер асты суларының жағдайына қатысты әсерлері бағаланады. Осылайша, жер сілкінісі болуы мүмкін аймақтар анықталып, картаға түсіріледі. Сан-Андреас жарылысы, Тынық мұхитының оттық шеңберіне байланысты континенттік шеттердегі көптеген аймақтар сияқты, үлкен қозғалыс потенциалы бар ұзын, тар эллипстік аймақ ретінде бейнеленген. Континенттік ішкі аймақтардағы сейсмикалық белсенділігі жоғары аймақтар ішкі плиталық жер сілкіністеріне ұшырауы мүмкін және тарихи жазбаларға негізделген кең аймақтар ретінде бейнеленеді, мысалы, 1812 жылғы Нью-Мадрид жер сілкінісі, себебі нақты себепші жарылыстар әдетте жер сілкінісінің көздері ретінде анықталмайды. Әр аймаққа көздің потенциалымен байланысты қасиеттер беріледі: жылына болатын жер сілкінісінің саны, жер сілкінісінің ең жоғары шамасы (магнитудасы) және т.б. Соңында, есептеулер белгілі бір жер сілкінісінің шамасы мен қашықтығы үшін қажетті қауіптілік көрсеткіштерін беретін формулаларды қажет етеді. Мысалы, кейбір аудандар ең жоғары үдеуді, ал басқалары ең жоғары жылдамдықты пайдалануды ұсынады, ал күрделірек жағдайларда жауап спектрінің координаталары қажет. Компьютерлік бағдарлама барлық аймақтар бойынша интегралдауды жүзеге асырып, негізгі жер қозғалысы параметрінің ықтималдық қисықтарын жасайды. Соңғы нәтиже белгілі бір уақыт ішінде белгілі бір мәннен асып түсу "мүмкіндігін" көрсетеді. Тұрғын үйлер үшін стандартты құрылыс нормалары 500 жылда бір рет болатын оқиғамен байланысты болуы мүмкін, ал атом электр станциялары 10 000 жылдық мерзімді қарастырады. Палеосейсмология арқылы жер сілкінісінің ұзақ мерзімді тарихын алуға болады. Нәтижелер сейсмикалық талдауда пайдалану үшін жердің реакция спектрі түрінде болуы мүмкін. Тақырыптың күрделірек нұсқалары топырақ жағдайларын да қарастырады. Жұмсақ батпақтағы жер қозғалысы, қатты тау жынысты жерге қарағанда жоғары болуы мүмкін. Стандартты сейсмикалық қауіпті есептеулер сипаттамалық жер сілкіністерін болжау кезінде жоғарылайды. Топырақ жағдайына байланысты жоғары жер қозғалысы аймақтарында топырақ сұйықтануынан топырақ бұзылуы жиі кездеседі. Топырақ сынуы тік беткейлерде жер сілкінісінен туындаған құлаулардың нәтижесінде де болуы мүмкін. Үлкен аумақты құлаулар тік емес беткейлерде де болуы мүмкін, мысалы, 1964 жылғы 28 наурызда Аляска штатының Анкоридж қаласында болған Ұлы жұма күнгі жер сілкінісінде болғандай.
A seismic hazard is the probability that an earthquake will occur in a given geographic area, within a given window of time, and with ground motion intensity exceeding a given threshold. With a hazard thus estimated, risk can be assessed and included in such areas as building codes for standard buildings, designing larger buildings and infrastructure projects, land use planning and determining insurance rates. The seismic hazard studies also may generate two standard measures of anticipated ground motion, both confusingly abbreviated MCE; the simpler probabilistic Maximum Considered Earthquake (or Event ), used in standard building codes, and the more detailed and deterministic Maximum Credible Earthquake incorporated in the design of larger buildings and civil infrastructure like dams or bridges. It is important to clarify which MCE is being discussed. Calculations for determining seismic hazard were first formulated by C. Allin Cornell in 1968 and, depending on their level of importance and use, can be quite complex. The regional geology and seismology setting is first examined for sources and patterns of earthquake occurrence, both in depth and at the surface from seismometer records; secondly, the impacts from these sources are assessed relative to local geologic rock and soil types, slope angle and groundwater conditions. Zones of similar potential earthquake shaking are thus determined and drawn on maps. The well known San Andreas Fault is illustrated as a long narrow elliptical zone of greater potential motion, like many areas along continental margins associated with the Pacific ring of fire. Zones of higher seismicity in the continental interior may be the site for intraplate earthquakes) and tend to be drawn as broad areas, based on historic records, like the 1812 New Madrid earthquake, since specific causative faults are generally not identified as earthquake sources. Each zone is given properties associated with source potential: how many earthquakes per year, the maximum size of earthquakes (maximum magnitude), etc. Finally, the calculations require formulae that give the required hazard indicators for a given earthquake size and distance. For example, some districts prefer to use peak acceleration, others use peak velocity, and more sophisticated uses require response spectral ordinates. The computer program then integrates over all the zones and produces probability curves for the key ground motion parameter. The final result gives a 'chance' of exceeding a given value over a specified amount of time. Standard building codes for homeowners might be concerned with a 1 in 500 years chance, while nuclear plants look at the 10,000 year time frame. A longer term seismic history can be obtained through paleoseismology. The results may be in the form of a ground response spectrum for use in seismic analysis. More elaborate variations on the theme also look at the soil conditions. Higher ground motions are likely to be experienced on a soft swamp compared to a hard rock site. The standard seismic hazard calculations become adjusted upwards when postulating characteristic earthquakes. Areas with high ground motion due to soil conditions are also often subject to soil failure due to liquefaction. Soil failure can also occur due to earthquake induced landslides in steep terrain. Large area landsliding can also occur on rather gentle slopes as was seen in the Good Friday earthquake in Anchorage, Alaska, March 28, 1964.
МКЕ
Жалпы жұртшылыққа арналған сейсмикалық қауіптерді талдау кезінде, белгілі бір аймақтағы "максималды қарастырылатын жер сілкінісі" немесе "максималды қарастырылатын оқиға" (МКЖ) – шамамен 2500 жылда бір рет болатын жер сілкінісі деп есептеледі; яғни, 50 жыл ішінде оның болу ықтималдығы 2 пайызды құрайды. Бұл термин, көбінесе адамдар тұратын жалпы құрылыс нормалары үшін қолданылады. Көптеген жерлерде құрылыс нормалары маңызды емес ғимараттарды МКЖ кезінде "құлаудың алдын алу" принципі бойынша жобалауды талап етеді, бұл ғимараттың толық құрылымдық сақталуына емес, тұрғындардың қауіпсіздігін қамтамасыз етуге және эвакуациялануына мүмкіндік беруге бағытталған. "Максималды сенімді жер сілкінісі" – МКЖ-ның әлдеқайда толық және қатаң түрі болып табылады, ол көкжайлар және бөгеттер сияқты ірі азаматтық инфрақұрылымды жобалауда қолданылады, онда құрылымдық зақымданулар басқа да ауыр салдарға әкелуі мүмкін. Мұндай МКЖ-ны анықтауда, құрылыстардың ерекшеліктеріне байланысты, бірнеше нақты жер сілкінісін қарастыру қажет болуы мүмкін.
АҚШ сейсмикалық қауіп карталары
USGS шығарған кейбір карталарда жердің қозғалысының ең жоғары үдеуі 50 жыл ішінде 10% асып кету мүмкіндігімен көрсетіледі, бұл көрсеткіш метр/секунд квадрат өлшемдерімен беріледі. АҚШ-тың кейбір аймақтары үшін 2008 жылы Ұлттық сейсмикалық қауіпті карталау жобасы 50 жыл ішінде 2% асып кету мүмкіндігімен ең жоғары үдеуді (гравитацияның пайызы ретінде) көрсететін сейсмикалық қауіп карталарын жасады. 2014 жылы құрылған Temblor компаниясы континенттік АҚШ-тың барлық аймақтары үшін сейсмикалық қауіп деңгейін ұсынады. Бұл қызмет халыққа тегін және жарнамасыз қолжетімді. Қауіп деңгейі "2014 жылғы USGS NSHMP қауіп моделіне сүйене отырып, 30 жыл ішінде күшті дірілдеуді (0,4g жер үдеуі) сезіну ықтималдығын анықтауға арналған".
Дүниежүзілік сейсмикалық қауіп карталары
Жаһандық сейсмикалық қауіп карталары да бар, олар 50 жыл ішінде (бұл 475 жылдық қайта оралу периодына сәйкес келеді) белгілі бір жер сілкінісінің күшінің 10% асып кету (немесе 90% аспау) ықтималдығын көрсетеді.