Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Анализ явления разжижения грунта: новые данные о сейсмической активности Сардарапатской структуры, Памбак-Севан-Сюникского активного разлома и бассейна озера Севан

Макарян, Хачатур Варданович (2018) Анализ явления разжижения грунта: новые данные о сейсмической активности Сардарапатской структуры, Памбак-Севан-Сюникского активного разлома и бассейна озера Севан. PhD thesis, НАН РА Институт геологических наук.

[img] PDF (Thesis)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (9Mb)
    [img] PDF (Abstract)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (1008Kb)

      Abstract

      Լինելով ուժեղ երկրաշարժի երկրորդական հետևանք, գրունտների ջրիկացման երևույթը գրանցվել է Հայաստանի տարածքի տարբեր շրջաններում: Այդ երևույթից շինարարական կառույցները պաշտպանելու ինժեներական միջոց դեռևս գոյություն չունի: Այդ երևույթի նոր հետազատությունները կարող են էապես բարելավել ինժեներական ենթակառուցվածքին սպառնացող ռիսկի աստիճանի գնահատմանը: Ներկայացվող աշխատանքի շրջանակներում գրունտի ջրիկացման երևույթը հետազոտվել է ՀՀ որոշ շրջանների համար, ինչը թույլ է տվել լրացնել երկրաշարժերի կատալոգը և զգալիորեն բարձրացնել սեյսմիկ ռիսկի գնահատման ճշգրտության աստիճանը: Երկրաբանական, երկրաֆիզիկական և հնագիտական տվյալների խաչաձև համեմատությունը ժամանակակից համակարգչային ծրագրերի կիրառմամբ թույլ է տվել ձևակերպել հետևյալ եզրակացություններն ու առաջարկությունները. Սարդարապատի կառուցվածքը հանդիսանում է ակտիվ խզվածք, տեղաշարժի վերնետքային մեխանիզմով և մ.թ.ա. VII դարից հետո տեղի ունեցած ուժեղ երկրաշարժից առաջացած մակերևույթային խզման և գրունտի ջրիկացման հետքերով: Նորատուս գյուղի ծայրամասում գրանցված գրունտի ջրիկացման բազմաթիվ նշանները կապակցված են մի երկրաշարժի հետ, որը տեղի է ունեցել ավելի քան 6000 տարի առաջ և ուժգնությամբ գնահատվել է մոտ IX-X MSK 64 սանդղակով: Սիսիան քաղաքի մոտ չորրորդական նստվածքների մերկացումներում գրանցված և փաստագրված գրունտի ջրիկացման երևույթը վկայում է ուժեղ երկրաշարժի մասին (I=10-11 ըստ INQUA, MSK-64), որը տեղի է ունեցել մ.թ. 878 – 1013 թ. (թվագրված տարեթիվ)/ և մ.թ. 1485 – 1650 թ / թվագրված տարեթիվ/ միջև: Այդ երևույթը, ինչպես նաև ուշ չորրորդական հասակի շերտերում գրանցված անկյունային աններդաշնակությունը, պայմանավոված են եղել խզվածքի երկայնքով ուժեղ երկրաշարժի ժամանակ տեղի ունեցած տեղաշարժով: Հեղինակի կողմից Հայաստանում հայտնաբերված գրունտի ջրիկացման երևույթները, որոնք տեղի են ունեցել ուժեղ պատմական և նախապատմական երկրաշարժերի ժամանակ, թույլ են տվել ճշգրտել այդ երկրաշարժերի պարամետրերը և այն ակտիվ խզվածքների սեյսմիկ ներուժը, որոնց հետ նրանք կապակցված են եղել: Սռ այսօր սեյսմիկ վտանգի գնահատումը արդիական խնդիր է մնում Հայաստանի համար: Նոր մեթոդները, որոնք թույլ են տալիս լրացնել երկրաշարժերի կատալոգը, էապես բարելավելու են սեյսմիկ ռիսկի գնահատման որակը: Որպես պալեոսեյսմիկության մարկեր, գրունտի ջրիկացման երևույթը չափազանց հետաքրքիր և կարևոր առարա է հետագա ուսումնասիրությունների համար: Սարդարապատի կառուցվածքի ուսումնասիրման ընթացքում ստացված տվյալները միանշանակորեն վկայում են այն մասին, որ կառուցվածքը հանդիսանում է ակտիվ խզվածք՝ տեղաշարժի վերնետքային մեխանիզմով և սեյսմածին գոտի՝ М= 6.6-7.0 ներուժով և մ.թ.ա. VIII և II դարերի միջև տեղի ունեցած ուժեղ երկրաշարժից առաջացած մակերևույթային խզման և գրունտի ջրիկացման հետքերով (Սարդարապատի կառուցվածքի տեղամաս): Նորատուս գյուղի ծայրամասում գրանցվում են MSK 64 սանդղակով շուրջ IX-X ուժգնություն ունեցող երկրաշարժից առաջացած գրունտի ջրիկացման բազմաթիվ նշաններ (Սևանա լճի ավազան): Իզոտոպային հասակի որոշման համար վերցված նմուշների անալիզի արդյունքները վկայում են, որ Նորատուս գյուղի հյուսիս-արևելյան ծայրամասում գրանցված երկրաշարժը տեղի է ունեցել 30959 ±331 (cal. BP) մինչև 7288 ± 20 (cal. BP) տարի առաջ (Սևանա լճի ավազան): Սիսիան քաղաքի մոտակայքում մերկացումների մեջ փաստագրված գրունտի ջրիկացման երևույթը հանդիսանում է ուժեղ երկրաշարժի հստակ վկայություն, որն ունեցել է X-XI ուժգնություն ըստ INQUA, MSK-64 սանդղակների (PSSF-3): Սիսիան քաղաքից ոչ հեռու հայտնաբերված շերտերի անկյունային աններդաշնակությունը վկայում է թաքնված խզվածքի առկայության մասին, որը ուժեղ երկրաշարժի աղբյուր է եղել: Այդ խզվածքի վրա տեղի ունեցած երկրաշարժը կարող է լինել գրունտի ջրիկացման երևույթի առաջացման պատճառը (PSSF-3): Исследования феномена разжижения грунта как вторичного эффекта, вызванного сильными землетрясениями, имеют высокий приоритет на территории Армении. Актуальность изучения этого феномена в следующем: Находясь в сейсмически активной зоне, Армения подвержена угрозе землетрясений с М>6, и вероятность возникновения разжижения грунта здесь велика. Ряд населенных пунктов находится в непосредственной близости от мест задокументированных свидетельств феномена разжижения грунта. В случае повторения данного явления, возможны разрушения и жертвы среди населения. Эффективного инженерного решения для предотвращения разрушений от эффекта разжижения грунта не существует. Феномен разжижения грунта, как маркер палеосейсмичности, является очень интересным и важным объектом для будущих исследований. Большой объем работ, выполненных иностранными коллегами по изучению данного явления, и разработанные методики дают возможность не только выявить и задокументировать новое, ранее неизвестное, сейсмическое событие, но и в полевых условиях оценить его предположительную интенсивность. Дополненные каталоги землетрясений существенно повысят качество оценки сейсмической опасности и риска. Исследования феномена разжижения грунта и его последствия помогут пролить дополнительный свет на различные исторические сейсмические события. Основной целью диссертационной работы является выявление и изучение феномена разжижения грунта с целью уточнения оценки опасности некоторых регионов территории Армении. Основные решаемые задачи данного исследования: Повторный анализ имеющихся данных о ранее задокументированных структурах с целью выделения возможных свидетельств разжижения грунта. Макросейсмические исследования зафиксированных нептунических даек, образованных в результате разжижения грунта, выявление новых таких объектов, оценка на их основе интенсивности и магнитуды землетрясений. Отбор образцов грунта, деформированного феноменом разжижения грунта, для изотопного анализа с целью определения относительного возраста событий, вызвавших феномен разжижения грунта. Интерпретация полученных геологических и лабораторных данных и их сравнение с имеющимися каталогами исторических землетрясений. последствий разжижения грунта для определения направлений будущих исследований. Сардарапатская структурa является активным разломом со взбросовым механизмом подвижки и со следами поверхностного разрыва и разжижения грунта от сильного землетрясения, произошедшего после VII века до н.э. Многочисленные следы разжижения грунта на окраине села Норатус связаны с землетрясением, произошедшим более 6000 лет назад с интенсивностью около IX-X по шкале MSK 64. Феномен разжижения грунта, задокументированный в четвертичных обнажениях возле г. Сисиан, является свидетельством сильного землетрясения с интенсивностью X-XI (INQUA, MSK-64), произошедшим между 878 - 1013 cal AD и 1485 - 1650 cal AD. Этот феномен, как и обнаруженное угловое несогласие в позднечетвертичных слоях стали результатом подвижки по разлому при сильном землетрясении. Выявленные автором в Армении явления разжижения грунта при сильных исторических и доисторических землетрясениях позволили уточнить параметры этих землетрясений и сейсмический потенциал активных разломов, с которыми такие землетрясения связаны. As a secondary effect of strong earthquakes, soil liquefaction phenomenon has been recorded in different regions of Armenia. Until now, there has been no engineering solution to protect built structures against this effect. Presently, new studies of the phenomenon may enable considerably improved understanding of the risk for engineering infrastructure. Under this study, soil liquefaction effects were studied in some regions of the RA, which allowed supplementing the earthquake catalogue and improving the quality of seismic risk assessment considerably. By means of cross-correlation of geological, geophysical and archeological data, using advanced sets of computer software, it appeared possible to make the following conclusions and recommendations. The Sardarapat structure is an active fault with reverse-fault slip mechanism and signs of surface rupture and soil liquefaction caused by a strong earthquake, which occurred after the 7th century BC. Many signs of soil liquefaction on the outskirts of the Noratous Village are related to an earthquake that occurred more than 6000 years ago and had intensity about IX-X on the MSK 64 scale. Soil liquefaction phenomenon documented in Quaternary exposures near Sissian Town bears evidence of a strong X-XI intensity earthquake (INQUA, MSK-64) between 878 - 1013 cal AD and 1485 - 1650 cal AD. This phenomenon, as well as the angular discordance of bedding recorded in Late Quaternary layers, was determined by a displacement along the fault during a strong earthquake. The soil liquefaction effects caused by strong historical and pre-historical earthquakes identified by the author in Armenia enabled an improved assessment of parameters of those earthquakes and of the seismic potential of the active faults they were associated with. Seismic hazard assessment has remained an urgent issue for Armenia up today. New techniques to enable supplementing of the earthquake catalogue may upgrade seismic risk assessment quality considerably. As a paleoseismicity marker, soil liquefaction phenomenon is an object of interest and high importance for future studies. The evidence produced in studying the Sardarapat structure bear clear evidence that it represents an active fault with reverse-fault sense of motion and a seismogenic zone with the seismic potential of М=6.6-7.0 and signs of surface rupture and soil liquefaction in an earthquake that occurred between the 7th century and the 2nd century BC (the Sardarapat Structure Site). On the margin of the Noratous Village, many signs of soil liquefaction caused by an IX-X intensity earthquake (MSK 64 scale) were recorded (Lake Sevan basin). The results of isotope analyses of the collected samples indicate that the earthquake identified on the Noratous Village outskirts occurred in the interval from 30959 ±331 cal BP to 7288 ± 20 cal BP (Lake Sevan basin). Soil liquefaction phenomenon documented in the exposures located near Sissian Town bearsclear evidence of a strong earthquake with intensity in the range of X-XI (INQUA, MSK-64) (PSSF-3). The angular discordance of strata identified not far from Sissian Town attests to the presence of a concealed fault that was the source of strong earthquake. Earthquake on this fault could have been responsible for the soil liquefaction phenomenon (PSSF-3). The isotope analysis of paleo-soil organics (С14) relates the seismic event documented in Syunik to the period between 878 - 1013 cal AD and 1485 - 1650 cal AD. According to the historical earthquake catalogue, a 7.0 magnitude earthquake in 1406 is recorded for this region. The author believes that the documented evidence of soil liquefaction effects could be ascribed to the earthquake of 1406. Further macroseismic studies may help to improve the localization of the 1406 earthquake epicenter and its localization along the identified fault (PSSF-3). The conducted study and the data produced suggest that the Pambak-Sevan-Syunik Fault could have its extension as the Khoustoup-Ghiratagh Fault. Continued investigation over the considered region might help to support or disprove this hypothesis (PSSF-3).

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Գրունտների ջրիկացման երևույթի վերլուծություն. նոր տվյալներ Սարդարապատի կառույցի, Փամբակ-Սևան-Սյունիք ակտիվ խզվածքի և Սևանա լճի ավազանի սեյսմիկ ակտիվության վերաբերյալ: Analysis of soil liquefaction effect: new evidence on the seismic activity of the Sardarapat structure, Pambak-Sevan-Syunik active fault and lake Sevan basin.
      Uncontrolled Keywords: Մակարյան Խաչատուր Վարդանի, Makaryan Khachatour Vardani
      Subjects: Earth Science
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 24 Aug 2018 10:33
      Last Modified: 18 Feb 2020 12:20
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/7551

      Actions (login required)

      View Item