gtcrustГеодинамика и тектонофизикаGeodynamics & Tectonophysics2078-502XInstitute of the Earth's crust of the Russian Academy of Sciences, Siberian Branch10.5800/GT-2022-13-2s-0623gtcrust-1411Research ArticleСОВРЕМЕННАЯ ГЕОДИНАМИКАRECENT GEODYNAMICSОЦЕНКА СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ СИЛЬНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ В РАЗЛИЧНЫХ МЕРЗЛОТНЫХ И СЕЙСМИЧЕСКИХ ЗОНАХ МОНГОЛО-СИБИРСКОГО РЕГИОНАEVALUATION OF SEISMIC IMPACTS OF STRONG EARTHQUAKES IN VARIOUS PERMAFROST AND SEISMIC ZONES OF THE MONGOLIAN-SIBERIAN REGIONДжурикВ. И.DzhurikV. I.

664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128

128 Lermontov St, Irkutsk 664033

БрыжакЕ. В.BryzhakE. V.

664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128

128 Lermontov St, Irkutsk 664033

СеребренниковС. П.SerebrennikovS. P.

664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128

128 Lermontov St, Irkutsk 664033

ЕскинА. Ю.YeskinA. Yu.

664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128

128 Lermontov St, Irkutsk 664033

Институт земной коры СО РАНРоссияInstitute of the Earth’s Crust, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202216032022132623623Copyright © Джурик В.И., Брыжак Е.В., Серебренников С.П., Ескин А.Ю., 20222022Джурик В.И., Брыжак Е.В., Серебренников С.П., Ескин А.Ю.Dzhurik V.I., Bryzhak E.V., Serebrennikov S.P., Yeskin A.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gt-crust.ru/jour/article/view/1411

На основе изучения особенностей проявления сейсмичности в пределах распространения сплошной мерзлоты и в переходных климатических зонах выявляется влияние природных и климатических факторов на величину сейсмических воздействий. Обобщаются результаты исследований, выполненных для разработки региональной методики прогноза параметров сейсмических воздействий сильных землетрясений Монголо-Сибирского региона при деградации мерзлоты. Они основаны на данных комплексных геофизических измерений и направлены на развитие методов и приемов оценки сейсмических воздействий сильных землетрясений на ответственные инженерные сооружения, расположенные в пределах криолитозоны, и на разработку рекомендаций по проведению сейсмического микрорайонирования в различных сейсмоклиматических зонах Сибири и Монголии с учетом вероятных очагов землетрясений.

Основная цель исследований – использование полученных данных при планировании и строительстве в сейсмоактивных районах, охваченных мерзлотой. Разработанные способы и подходы представляются на современном уровне требований, предъявляемых к проектированию сейсмостойких сооружений в условиях криолитозоны на конкретных территориях: на участке «Уянга» – сомон, расположенный в Северной Монголии, и на участке «Тупик» (на примере строительства дамбы хвостохранилища), расположенном в России в Забайкальском крае. Первый участок находится в зоне островного распространения мерзлоты с вероятностью возникновения 8-балльных землетрясений, второй – в зоне сплошного распространения мерзлоты с вероятностью 7-балльных землетрясений.

Предложенный и реализованный методический комплексный подход позволяет получать на современном уровне исследований для естественного и прогнозируемого состояния грунтов в основаниях проектируемых сооружений набор сейсмических характеристик (акселерограммы, спектры, частотные характеристики) и основных параметров сейсмических воздействий для прогнозируемых сильных землетрясений (максимальные ускорения, преобладающие частоты, максимумы спектров и резонансных частот). Отмеченный набор характеристик и параметров сейсмических воздействий соответствует современным требованиям проектировщиков и является необходимым для проектирования и строительства сейсмостойких сооружений, в различных сейсмоклиматических зонах Монголо-Сибирского региона.

Based on the study of the features of seismicity within the limits of continuous permafrost and in transitional climatic zones, the influence of natural and climatic factors on the magnitude of seismic impacts is revealed. The results of studies carried out to develop a regional methodology for predicting the parameters of seismic effects of strong earthquakes in the Mongolian-Siberian region during permafrost degradation are summarized. These results are based on the data of complex geophysical measurements. They are aimed at developing methods and techniques for assessing the seismic impacts of strong earthquakes on critical engineering structures located within the permafrost zone and at developing recommendations for conducting seismic micro zoning in various seismic-climatic zones of Siberia and Mongolia, taking into account potential earthquake sources.

The main goal of this study is to use the data obtained in planning and construction in seismically active permafrost areas. The developed methods and approaches are presented at the current level of requirements for the design of earthquake-resistant structures in the permafrost zone in specific areas: at the Uyanga site sum, located in Northern Mongolia, and at the Tupik site (using the example of the construction of a tailings dam), located in Russia in the Zabaykalsky Krai (Transbaikal Territory). The first section is located in the zone of insular permafrost with a probability of earthquakes of VIII-degree intensity. The second is in the area of continuous permafrost with a likelihood of VII-degree earthquakes.

The proposed and implemented integrated methodological approach makes it possible to obtain at the present level of research for the natural and predicted state of soils in the foundations of designed structures a set of seismic characteristics (accelerograms, spectra, frequency characteristics) and the main parameters of seismic effects for predicted strong earthquakes (maximum accelerations, prevailing frequencies, maxima spectra and resonant frequencies). The noted set of characteristics and parameters of seismic effects meets the modern requirements of designers. It should be accounted for earthquake-resistant structures located in various seismic-climatic zones of the Mongolian-Siberian region.

Монголо-Сибирский регионисходная сейсмичностьсомон Уянгасело Тупиксейсмическое воздействиеакселерограммаспектрчастотная характеристикамаксимальное ускорениеMongolian-Siberian regionseismicityUyanga sumTupik villageseismic impactaccelerogramrangefrequency responsemaximum accelerationПри работе использовалось оборудование ЦКП «Геодинамика и геохронология» Института земной коры СО РАН в рамках проекта № 075-15-2021-682. Записи колебаний грунта получены на сейсмостанции «Тупик» на уникальной научной установке «Сейсмоинфразвуковой комплекс мониторинга арктической криолитозоны и комплекс непрерывного сейсмического мониторинга Российской Федерации, сопредельных территорий и мира» (УНУ СИЗК МАК). Работа выполнена при поддержке РФФИ и МОКНСМ в рамках научного проекта № 20-55-44011.ReferencesСтроительство в сейсмических районах: СП 14.13330.2018. М., 2018. 117 с.Building Regulations II-7-81*, 2018. Construction in Seismic Areas. SP 14.13330.2018. Moscow, 117 p. (in Russian).Dzhurik V.I., Bryzhak E.V., Serebrennikov S.P., Eskin A.Yu., 2020. The Spectral Behavior of Ground Coseismic Motion in the Baikal Region: Effect of Seasonal Thawing-Freezing Cycles. Russian Geology and Geophysics 61 (8), 929–936. https://doi.org/10.15372/RGG2019123.Dzhurik V.I., Bryzhak E.V., Serebrennikov S.P., Eskin A.Yu., 2020. The Spectral Behavior of Ground Coseismic Motion in the Baikal Region: Effect of Seasonal Thawing-Freezing Cycles. Russian Geology and Geophysics 61 (8), 929–936. https://doi.org/10.15372/RGG2019123.Dzhurik V.I., Drennov A.F., Serebrennikov S.P., Bryzhak E.V., Eskin A.Yu., 2015. A Study of Dynamic Parameters for Earthquakes in the Baikal Rift Zone in Order to Derive the Expected Seismic Shaking. Journal of Volcanology and Seismology 9, 339–348. https://doi.org/10.1134/S0742046315050036.Dzhurik V.I., Drennov A.F., Serebrennikov S.P., Bryzhak E.V., Eskin A.Yu., 2015. A Study of Dynamic Parameters for Earthquakes in the Baikal Rift Zone in Order to Derive the Expected Seismic Shaking. Journal of Volcanology and Seismology 9, 339–348. https://doi.org/10.1134/S0742046315050036.Джурик В.И., Ключевский А.В., Серебренников С.П., Демьянович В.М., Батсайхан Ц. Сейсмичность и сейсмическое районирование территории Монголии. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2009. 420 с.Dzhurik V.I., Klyuchevsky A.V., Serebrennikov S.P., Demyanovich V.M., Batsaikhan Ts., 2009. Seismicity and Seismic Zoning of the Territory of Mongolia. IEC SB RAS, Irkutsk, 420 p. (in Russian).Dzhurik V.I., Serebrennikov S.P., Bryzhak E.V., Eskin A.Y., 2021. A Preliminary Seismic Hazard Assessment of the Sakhalin–Mainland Area for a Critical Linear Structure. Russian Journal of Pacific Geology 15, 456–466. https://doi.org/10.1134/S1819714021050031.Dzhurik V.I., Serebrennikov S.P., Bryzhak E.V., Eskin A.Y., 2021. A Preliminary Seismic Hazard Assessment of the Sakhalin–Mainland Area for a Critical Linear Structure. Russian Journal of Pacific Geology 15, 456–466. https://doi.org/10.1134/S1819714021050031.Гилёва Н.А., Кобелева Е.А., Радзиминович Я.Б., Мельникова В.И., Чечельницкий В.В. Быстринское землетрясение 21.09.2020 г. (Mw=5.5) в Южном Прибайкалье: предварительные результаты инструментальных и макросейсмических наблюдений // Вопросы инженерной сейсмологии. 2020. Т. 47. № 4. С. 55–71. https://doi.org/10.21455/VIS2020.4-4.Gileva N.A., Kobeleva E.A., Radziminovich Ya.B., Melnikova V.I., Chechelnitsky V.V., 2020. The September 21, 2020, Mw=5.5, Bystraya Earthquake in the Southern Baikal Region: Preliminary Results of Instrumental and Macroseismic Observations. Problems of Engineering Seismology 47 (4), 55–71 (in Russian). https://doi.org/10.21455/VIS2020.4-4.Хилько С.Д., Курушин Р.А., Кочетков В.М., Мишарина Л.А., Мельникова В.И., Гилева Н.А., Ласточкин С.В., Балжинням И., Монхоо Д. Землетрясения и основы сейсмического районирования Монголии. М.: Наука, 1985. 224 с.Khilko S.D., Kurushin R.A., Kochetkov V.M., Misharina L.A., Melnikova V.I., Gilyova N.A., Lastochkin S.V., Baljinnyam I., Monkhoo D., 1985. Earthquakes and Basis for Seismic Zoning of Mongolia. Nauka, Moscow, 224 p. (in Russian).Оценка влияния грунтовых условий на сейсмическую опасность: Методическое руководство по сейсмическому микрорайонированию / Ред. О.В. Павлов. М.: Наука, 1988. 223 с.Pavlov O.V. (Ed.), 1988. Assessing the Influence of Ground Conditions on Seismic Hazard. Methodological Guide to Seismic Microzoning. Nauka, Moscow, 223 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.