После серии землетрясений в Турции и Сирии, мы решили еще раз рассказать о том, почему дома, построенные в советский период республики считаются самыми безопасными.
В 1951 году на базе Геофизического сектора Таджикского филиала АН СССР и трех сейсмических станций открылся институт сейсмологии, который ознаменовал важную веху в развитии сейсмологической науки в Таджикистане.
Помогли землетрясения
Развитию сейсмологической науки в Таджикистане мы обязаны матушке-природе. Ведь страна является зоной высокой сейсмологической активности.
Разрушительное Гармское землетрясение 20 апреля 1941 года стало отправной точкой в вопросе тщательного изучения зоны наибольших разрушений с целью выявления новых закономерностей этого грозного явления природы для горных регионов.
Жертвами природной стихии стали 700 человек, погибло более 2600 голов крупного и мелкого рогатого скота, был причинен большой материальный ущерб народному хозяйству.
Позже, в 1949 году случилось сильное землетрясение в Хаите, а 27 февраля 1952 года — в Сталинабаде (Душанбе), который только застраивался.
В середине 50-х годов прошлого века в республике была организована густая сеть сейсмических станций, оснащенных высокочувствительной аппаратурой, позволяющей в короткий срок получить значительный материал для научных исследований.
Важными результатами исследований сейсмологов явилась разработка методики количественной оценки сейсмической опасности и существенное совершенствование методики сейсморайонирования, широко применявшейся затем и в других сейсмоактивных районах СССР.
Это был новый «стимул» к расширению работ по обеспечению безопасности строительства в регионе.
Впервые в СССР
Выездная сессия Совета по сейсмологии Академии наук СССР, прошедшая в октябре 1953 года в Душанбе, рекомендовала шире развернуть работы по сейсмическому микрорайонированию. Они были начаты в Таджикистане с применением новейшей аппаратуры.
Эти работы осуществлялись в СССР впервые и помогли накопить ценный опыт в области инженерной сейсмологии.
Важные исследования в этой области вел коллектив института сейсмологии и сейсмостойкого строительства Академии наук Таджикистана. И поскольку ряд направлений его работы был перепрофилирован, институт с 1958 года получил название Таджикского института сейсмостойкого строительства и сейсмологии (ТИССС).
В большом объеме были проведены теоретические и экспериментальные исследования прочности конструктивных элементов зданий и сооружений. В опоре на данные сейсмологов были разработаны новые конструкции кирпичных, панельных и других зданий для условий 9-бальной сейсмичности.
Полигон Ляур
Объекты строительства испытывались на тогда еще единственном в мире экспериментальном полигоне «Ляур», созданном по инициативе бывшего директора института, академика Собита Негматуллаева.
На этом полигоне, предназначенном для испытаний зданий и сооружений, энергетического и технологического оборудования с помощью специальных взрывов, имитирующих землетрясения, прошли испытания целый ряд реальных объектов.
«Метод испытания с помощью взрывов не требует многолетней работы сейсморегистрирующих приборов в ждущем режиме для записи сильных землетрясений. В этом методе учитывается такой важный фактор, как взаимодействие сооружений с основанием», — отмечал в свое время академик Михаил Александрович Садовский.
Впервые в Таджикистане метод исследования сейсмовзрывными воздействиями был использован по инициативе академика Садовского при испытании крупномасштабной (1/50 натурной величины) модели Нурекской ГЭС.
Комплексные исследования полевой модели плотины были проведены в течение пяти лет – с 1961 по 1966 годы в институте сейсмологии Таджикистана.
Именно по результатам испытаний полевой модели на сейсмовзрывные воздействия были внесены определенные изменения в конструктивные решения проекта натурной плотины Нурекской ГЭС.
Выполненные в институте работы позволили решить проблему обеспечения сейсмостойкости этой уникальной высотной плотины и в дальнейшем успешно проводить комплекс исследований сейсмостойкости будущей плотины Рогунской ГЭС и других гидротехнических сооружений на реках Вахш и Пяндж.
Об актуальности таких испытаний в наше время отмечает автор исследования «История развития сейсмологии и сейсмостойкого строительства в Таджикистане в ХХ веке», кандидат исторических наук Джафар Ниязов, приводя данные о том, что на территории Таджикистана и прилегающих территориях ежегодно происходит до 5000 землетрясений различной силы. Некоторые из них, к сожалению, заканчиваются трагично.
Почему имитировали землетрясения?
Расчет, проектирование и возведение сейсмостойких зданий и сооружений в совокупности представляют сложную инженерную задачу.
Как объясняли ученые, сложность обусловлена тем, что помимо отсутствия достаточно надежной информации о сейсмических воздействиях на сооружения во время землетрясения, пока не имеется достаточного количества фактического материала по поведению зданий и сооружений при интенсивных сейсмических нагрузках.
Зачастую те или иные конструктивные решения принимаются специалистами на основе лишь собственной инженерной интуиции.
Неопределенность исходной сейсмологической информации, многообразие свойств строительных материалов, недостаточная изученность предельных состояний сооружений привели к тому, что многие общепринятые положения теории сейсмостойкости основаны на различных предположениях и допущениях.
Это относится также ко многим положениям норм проектирования строительства зданий и сооружений в сейсмических районах.
Почему был выбран именно Ляур?
Цель исследований, проводимых на полигоне «Ляур» – выявить возможность и отработать методику имитации сейсмических воздействий близких к реальным землетрясениям, которую затем можно апробировать на сложных инженерных объектах.
Испытательный полигон «Ляур» был создан в 1962 году и находился на площади 25 гектаров в урочище Ляур района Рудаки (в прошлом – Ленинский район) в 35 километрах от Душанбе.
Выбор места для строительства обуславливался тем, что значительная часть экспериментальных работ, связанная с сейсмовзрывными воздействиями, требует некоторого удаления от населенных пунктов.
При выборе площадки учитывались инженерно-геологические условия, которые для данного участка должны были соответствовать большинству районов застройки республики.
Для имитации сейсмического воздействия применялись три способа взрывания: одиночные заряды, однорядные и многорядные заряды.
Изменяя число рядов, массу зарядов в каждом из них, интервалы времени между моментами взрыва каждого ряда, последовательность взрывания рядов, получали сейсмическое воздействие, которое по интенсивности, продолжительности и частотному спектру близко к соответствующим характеристикам того или иного землетрясения.
Опыты на 4-хэтажках
На полигоне «Ляур» были построены в натуральную величину фрагменты 4-этажного здания с «гибким» первым этажом; 4-этажное типовое кирпичное здание; крупнопанельные 4-этажные здания на ленточном и на свайном фундаментах; типовой дом из глинобитного материала («похса»); дом со стенами из грунтобетона с покрытием из железобетонных плит; 3-этажное каркасно-панельное здание.
Здания были рассчитаны на сейсмические воздействия в 8-9 баллов.
Практически, все новые конструкции зданий и сооружений, возводимые на территории города Душанбе проходили экспериментальную проверку в лабораториях ТИСССа.
Целый ряд жилых зданий – представителей массовых застроек г. Душанбе прошел экспериментальную проверку на сейсмостойкость на полигоне «Ляур».
Результаты исследований института сейсмологии в области сейсмостойкого строительства позволили не только развернуть на территории города ускоренное строительство новых жилых и административных зданий, но и сохранить целый ряд эксплуатируемых помещений, получивших повреждения при землетрясениях. Достичь этого позволили разработанные в институте методы усиления и восстановления деформированных зданий и сооружений.
Проведенные исследования позволили, например, сделать возможной реконструкцию Ангарского электролизного химического комбината и переход его на более эффективную и экономичную центрифужную технологию разделения изотопов урана.
В дальнейшем планировалось произвести эксперимент, основная цель, которого довести существующие объекты до полного разрушения при помощи взрывов, чтобы изучить поведение конструкций в нелинейной фазе колебаний, т. е. получить полную картину поведения конструкций при разрушительных землетрясениях. Но всему помешала гражданская война в Таджикистане, которая свела нет работы на полигоне.
За 30-летний период существования полигона, на нем было произведено более 200 различных взрывов.
В советское время для более 20 городов республики были составлены карты сейсмического микрорайонирования, позволяющие вести застройку с учетом сейсмической опасности, которые имеют большую практическую значимость для проектирования и строительства объектов и сейчас.
В 2011 году постановлением Правительства республики институт геологии и институт сейсмостойкого строительства и сейсмологии АН РТ были объединены в институт геологии, сейсмостойкого строительства и сейсмологии Национальной академии наук Таджикистана.