Cautand pe internet am descoperit urmatorul articol
Daca nu intelegeti in postare, mai jos este fisierul sursa.
Daca nu intelegeti in postare, mai jos este fisierul sursa.
CALITATE .I SECURITATE AMBIENTAL.
36 Buletinul AGIR nr. 2-3/2010 œ aprilie-septembrie
HAZARDUL SEISMIC AL TIMI.OAREI
Prof.dr.ing. Marin MARIN
Universitatea .Politehnicah din Timi.oara
Activeaz. la Universitatea .Politehnicah din Timi.oara, Facultatea de Construc.ii, Departamentul C.C.T.F.C.
As. dr.ing. Roman OCTAVIAN
Universitatea .Politehnicah din Timi.oara
Activeaz. la Universitatea .Politehnicah din Timi.oara, Facultatea de Construc.ii, Departamentul C.C.T.F.C.
REZUMAT. Lucrarea prezint. caracteristicile seismice ale zonei Banatului, punand acentul pe influen.a propriet..ilor terenului de
fundare asupra structurilor construite.
Cuvinte cheie: accelerogram., teren de fundare, structur..
ABSTRACT. The paper presents the seismic features of Banat area, focusing on the influence of backing ground preperties on built
structures.
Keywords: acelerogram, backing ground, structure.
1. CONSIDERA.II GENERALE
Un cutremur produce intotdeauna team., urmat. de
o nelini.te profund. in ceea ce prive.te posibilitatea
repet.rii lui, acestea se produc intr-un timp foarte scurt
.i au consecin.e devastatoare. Predic.ia cutremurelor r.mane,
cu toate eforturile seismologilor, doar un deziderat.
Reu.itele in domeniu (dac. nu au fost rezultatul purei
intampl.ri) au fost dep..ite cu mult de predic.iile nereu.ite.
In.elegerea acestui fenomen complex este necesar.,
deoarece efectele cutremurelor de p.mant majore asupra
vie.ilor omene.ti .i a construc.iilor de diferite tipuri sunt
devastatoare. In aceast. direc.ie se orienteaz. activitatea
.tiin.ific. .i practic. a ingineriei seismice, sus.inut. de
dezvoltarea continu. a normelor de proiectare antiseismic.,
care au rolul de a reduce aceste efecte.
Undele seismice generate de energia eliberat. in
focar se transmit prin mediul de propagare in urma unor
fenomene extrem de complexe de reflexie .i refrac.ie,
datorate neomogenit..ii .i discontinuit..ii straturilor pe
care le traverseaz.. In vecin.tatea suprafe.ei libere a
terenului, la contactul cu roca de baz., direc.ia de propagare
a undei refractat. este aproape vertical.. Vitezele
de propagare ale undelor elastice descresc din focar c.tre
suprafa.a liber., iar intensitatea mi.c.rii se atenueaz. cu
distan.a epicentral.. In general componenta vertical. a
mi.c.rii seismice este mai mic. ca valoare decat cea
orizontal., de.i propriet..ile terenului se modific. mai
pronun.at in direc.ia vertical..
Propriet..ile dinamice ale terenurilor de fundare .i in
special rigiditatea lor seismic., proiecteaz. mi.carea
seismic. in amplasament, acest efect al amplasamentului
reflectandu-se in coeficien.ii de teren .Sh, care sunt in
func.ie de propriet..ile .i structurile geologice ale amplasamentului
avut in considerare. Valoarea coeficientului ƒÀ
din expresia inc.rc.rilor seismice depinde de rigiditatea
terenului (normal., redus. sau m.rit.).
Modul in care o structur. este afectat. de un
cutremur de p.mant depinde intr-o mare m.sur. de
caracteristicile mi.c.rii seismice. Cu toate c. nu putem
s. control.m mi.carea seismic. in sine, trebuie totu.i s.
incerc.m s.-i prezicem caracteristicile .i s. in.elegem
modul in care acestea afecteaz. r.spunsul elastic .i
inelastic al structurilor.
2. ZONA SEISMIC. BANAT
Din punct de vedere seismic, regiunea Banat este
considerat. a doua zon. din .ara noastr., dup. zona
Vrancea, cu o mare importan.. din punct de vedere al
hazardului seismic, avand in vedere num.rul mare de
cutremure de p.mant produse incepand cu anul 1766
(peste 3500). Banatul este o regiune foarte bogat. in
focare proprii, focare care se grupeaz. in 2 regiuni
distincte: partea de sud-est a Banatului (Moldova Noua)
.i imprejurimile ora.ului Timi.oarah (I. Atanasiu, Cutremurele
de p.mant din Romania, 1959). Banatul este
HAZARDUL SEISMIC AL TIMI.OAREI
Buletinul AGIR nr. 2-3/2010 œ aprilie-septembrie 37
o regiune foarte bogat. in focare proprii, focare care se
grupeaz. in dou. regiuni distincte:
. regiunea din partea de SE a Banatului, in zona
Moldova Noua, Or.ova, Teregova, Sasca Oravi.a);
. regiunea Banloc, Timi.oara, Jimbolia, Periam, Arad.
Epicentrele cutremurelor b.n..ene .i valorile magnitudinii
moment pentru sud-vestul Romaniei (zona
Banat-Cara.-Severin) sunt reprezentate in figura 1.
Fig. 1. Epicentrele cutremurelor b.n..ene .i valorile magnitudinii
moment pentru sud-vestul Romaniei.
Efectele cutremurelor b.n..ene trebuie corelate cu
sistemul constructiv adoptat .i materialele folosite in
realizarea lucr.rilor inginere.ti. Astfel, avariile inregistrate
dup. cutremure se remarc. cu pregnan.. la fondul
locativ vechi, la unele dintre ele locatarii au adus modific.ri
sau anexe f.r. leg.turi intre ele.
Cel mai puternic cutremur b.n..ean din sursa
Moldova Nou. in secolul XX a fost cutremurul din
18 iulie 1991, M = 5,6, h = 12 km, iar din sursa Timi.oara
a fost cutremurul din 12 iulie 1990, M = 5,7, h = 11 km.
Cea mai pregnant. caracteristic. a acestor cutremure
din punct de vedere seismologic este adancimea redus.
a focarelor, de obicei intre 4 .i 15 (20) km. Consecin.a
direct. a adancimii reduse a focarului este sc.derea
rapid. a intensit..ii o dat. cu cre.terea distan.ei fa.. de
epicentru. Din cauza adancimii reduse, avariile cele mai
puternice se produc in zona epicentral., zon. cuprins.
pe o raz. aproximativ egal. cu adancimea focarului.
O alt. caracteristic. a acestor cutremure o constituie
intervalele de recuren.. mari, datorit. faptului c. un
num.r mare de focare sunt activate intr-o anumit. perioad.,
pentru ca apoi s. devin. inactive perioade lungi
de timp. Se constat. o permanent. migrare a focarelor.
Cea mai important. caracteristic. din punct de
vedere al inginerului proiectant este faptul c. seismele
b.n..ene sunt de tip impuls de vitez. .i deplasare, in
zona epicentral. avand maximum 1-2 cicluri importante
.i durat. scurt..
Accelerogramele inregistrate la Banloc in timpul
cutremurelor din 1991, 1994, 1995, 1996 arat. clar
caracterul de impuls de vitez. .i de deplasare, cu un
num.r redus de cicluri semnificative (anex., 1 . 18).
Inregistr.rile efectuate in Timi.oara arat. modificarea
caracteristicilor mi.c.rii o dat. cu cre.terea distan.ei
epicentrale, accelera.iile reducandu-se mult, iar durata,
perioada de vibra.ie .i num.rul de cicluri fiind mai
mari.
Perioadele de vibra.ie, in special cele pentru impulsul
de vitez. sunt relativ scurte, dar se observ. .i perioade
de vibra.ie mai mari, in special in cazul terenurilor slab
consolidate .i evident, a.a cum s-a spus mai sus, o dat.
cu cre.terea distan.ei epicentrale.
Componentele verticale ale mi.c.rilor seismice de
suprafa.. sunt importante ca ordin de m.rime, ele putand
ac.iona simultan cu cele orizontale, dar impulsurile
verticale au perioade mai scurte decat cele orizontale. O
constatare deosebit de important. pentru comportarea
structurilor este aceea c. perioadele proprii verticale ale
structurilor corespund cu perioadele de mi.care vertical.,
ceea ce conduce la amplific.ri importante pe vertical..
Cutremurele puternice sunt inso.ite de un num.r
mare de replici, fapt constatat .i la seismele din 1991,
intensitatea acestora scade ins. in timp.
Elaborarea variantei P100-1/2006 a imbun.t..it
situa.ia, prin aceea c. introduce spectre normalizate de
r.spuns elastic pentru cutremure avand o perioad.
medie de revenire de 100 ani .i condi.ii de teren
diferen.iate, caracterizate simplificat prin perioade de
col. TC de 0,7, 1,0, respectiv 1,6 s. Perioada de col. a
spectrului de r.spuns de proiectare pentru zona b.n..ean.
este de 0,7 s. Totu.i analiza inregistr.rilor relativ
pu.ine la num.r pentru seismele din jurul Timi.oarei ca
.i test.rile numerice .i spectrele artificiale studiate la
INCERC Timi.oara au dovedit c. valorile maxime ale
accelera.iilor absolute sunt mai mari decat limita din
propunerea f.cut..
CALITATE .I SECURITATE AMBIENTAL.
38 Buletinul AGIR nr. 2-3/2010 œ aprilie-septembrie
De aceea este foarte important ca ac.iunea de realizare
a unei re.ele moderne pentru urm.rirea cutremurelor
vrancene s. fie extins. .i in aria b.n..ean., in care s-au
manifestat mi.c.ri importante in ultimii ani, cu focare
activate in zone diferite ale Banatului.
In ceea ce prive.te municipiul Timi.oara, pentru
inceput s-au ales dou. loca.ii caracteristice, una in zona
de nord a ora.ului, in care predomin. terenurile argiloase
.i una in zona de sud (delimitate de raul Bega care
str.bate ora.ul) in care predomin. nisipurile. Pe aceste
amplasamente au execute foraje de adancime, cu recolt.ri
de probe .i analize geotehnice a acestora .i forajul F1
(din incinta INCERC Timi.oara - zona de sud a ora.ului)
a fost instrumentat in colaborare cu INCERC Bucure.ti
cu un senzor de adancime .i aparatura aferent. achizi.iei
.i prelucr.rii datelor pentru inregistr.rile seismice.
Intreaga aparatur. a fost conectat. la un calculator care
va asigura stocarea datelor .i astfel se va asigura monitorizarea
seismic. permanent. a Timi.ori, a zonei sale
metropolitane .i in general a zonelor b.n..ene limitrofe.
Dintre hazardurile naturale, hazardul seismic are
efecte dintre cele mai dezastruoase asupra mediului construit
.i societ..ii umane. Incepand cu a doua jum.tate a
anului 1991 s-a produs in Banat o serie de cutremure
neobi.nuit de puternice pentru zona respectiv.. Cutremurele
cele mai importante s-au produs in zilele de 12
iulie 1991 (M = 5,7, epicentrul in zona Banloc), 18 iulie
1991 (M = 5,6, epicentrul in zona Tople. - Herculane) .i
2 decembrie 1991 (M = 5,7, epicentrul in zona Voiteg).
De.i aceste cutremure, datorit. magnitudinii lor destul de
limitate, nu au avut efecte distrug.toare pe scar. larg.,
ele s-au situat la nivelul unora dintre cutremurele cele
mai puternice observate in regiune in ultimele dou. - trei
secole.
Evenimentele seismice b.n..ene din ultimul timp au
readus in actualitate seismicitatea destul de ridicat. a
zonei respective .i necesitatea adopt.rii unor norme
fundamentate pentru protec.ia antiseismic. in condi.iile
specifice regiunii.
3. INTERAC.IUNEA TEREN DE FUNDARE .
STRUCTUR.
O mare parte din efectele unui amplasament asupra
caracteristicilor mi.c.rii seismice pot fi explicate prin
r.spunsul dinamic al straturilor superficiale de teren.
Mi.carea seismic. afectat. de factorii de surs., de
propagare .i de amplasament reprezint. a.a numita
mi.care in camp liber. R.spunsul unei structuri la o
mi.care seismic. de tip camp liber este afectat. de
interac.iunea terenului de fundare .i structur.. In esen..,
acest fenomen modific. atat propriet..ile dinamice ale
structurii, cat .i caracteristicile mi.c.rii seismice la
nivelul funda.iei. Cauza fenomenului este constituit. de
flexibilitatea terenului sub ac.iunea unei excita.ii dinamice.
Pentru structuri amplasate pe terenuri deformabile,
mi.carea seismic. la nivelul funda.iei este in general
diferit. de cea in camp liber, con.inand o important.
component. de rotire, pe lang. componenta de transla.ie.
Componenta de rotire .i interac.iunea terenstructur.
in general, au efecte importante pentru structurile
rigide situate pe terenuri flexibile.
Un alt efect al fenomenului de interac.iune teren .
structur. il reprezint. disiparea energiei de vibra.ie
c.tre mediul de fundare, prin radia.ia undelor .i r.spunsul
neliniar al trenului. Astfel, pot fi distinse dou.
mecanisme de interac.iune intre structur., funda.ie .i
teren:
. interac.iunea iner.ial.: iner.ia dezvoltat. in structur.
din cauz. oscila.iilor creeaz. for.a t.ietoare .i momentul
la baz., care la randul lor genereaz. deplas.ri ale
funda.iei fa.. de terenul liber. Interac.iunea iner.ial. are
ca efect cre.terea perioadei proprii de vibra.ie a structurii
din cauza flexibilit..ii terenului de fundare .i o
modificare (de obicei cre.tere) a amortiz.rii terenului,
din cauza disip.rii energiei prin radia.ie .i r.spuns
neliniar al terenului;
. interac.iunea cinematic.: prezen.a elementelor
rigide ale funda.iei pe, sau in teren duce la modificarea
mi.c.rii de la cea din campul liber, ca .i rezultat al
incoeren.ei mi.c.rii seismice sau inglob.rii funda.iei.
Interac.iunea cinematic. are ca efect reducerea componentei
de transla.ie a mi.c.rii, dar o cre.tere a celor
de torsiune si rotire, precum .i filtrarea frecven.elor
inalte ale mi.c.rii seismice. Pentru structurile obi.nuite
interac.iunea iner.ial. are efectele cele mai pronun.ate
asupra ansamblului teren-structur.. In cazul unor sisteme
cu un singur grad de libertate dinamic. efectele
interac.iunii teren-structur. pot fi evaluate folosind un
sistem echivalent cu perioada .i coeficientul de amortizare
modificate, pentru a .ine cont de prinderea flexibil.
in funda.ie .i amortizarea terenului de fundare.
Comportarea unei construc.ii in timpul unui cutremur
este influen.at. de interac.iunea dintre aceasta .i
terenul de funda.ie. Fenomenul de interac.iune teren .
construc.ie este foarte complex, deoarece sunt puse in
interac.iune dou. . trei corpuri cu propriet..i diferite:
suprastructura, infrastructura .i terenul de fundare
(bulbul aferent de p.mant . zona activ.), dup. natura
rezem.rii structurii pe terenul de fundare, prezentat. in
figura 2.
Comportarea structurii depinde de natura terenului
suport, iar reac.ia terenului este modificat. de prezen.a
HAZARDUL SEISMIC AL TIMI.OAREI
Buletinul AGIR nr. 2-3/2010 œ aprilie-septembrie 39
structurii. Exist. o diferen.a net. intre mi.carea bazei
construc.iei .i mi.carea liber. a terenului care s-ar
produce in absen.a construc.iei. Prezen.a construc.iei in
teren va influen.a de asemenea amplificarea mi.c.rii
vibratorii amplasamentului respectiv.
Fig. 2. Zona activ. in interac.iunea teren - construc.ie.
Pentru structurile obi.nuite interac.iunea iner.ial. are
efectele cele mai pronun.ate asupra ansamblului terenstructur..
In cazul unor sisteme cu un singur grad de
libertate dinamic. efectele interac.iunii teren-structur.
pot fi evaluate folosind un sistem echivalent cu perioada
.i coeficientul de amortizare modificate, pentru a .ine
cont de prinderea flexibil. in funda.ie .i amortizarea
terenului de fundare. Folosind o analiz. empiric. a unor
inregistr.ri seismice in camp liber .i pe structur.,
factorul care afecteaz. cel mai mult r.spunsul structurii
este raportul dintre rigiditatea terenului .i a structurii. In
plus, factori precum raportul in.l.ime/l..ime a structurii,
adancimea de fundare .i flexibilitatea funda.iei pot
afecta considerabil r.spunsul structurii.
Pe timpul mi.c.rii seismice, in plan, deformabilitatea
terenului de funda.ie imprim. construc.iei o mi.care in
jurul unui centru instantaneu de rota.ie, de tipul mi.c.rii
plan - paralele, care se descompune intr-o mi.care de
transla.ie orizontal. .i o mi.care de transla.ie vertical..
Efectul celor dou. mi.c.ri trebuie privit prin prisma
rigidit..ii construc.iei .i a rezisten.ei terenului de
funda.ii. Construc.ia cap.t. o mi.care accelerat. producandu-
se for.e de iner.ie, a c.ror m.rime este determinat.
in func.ie de m.rimea maselor construc.iei in
principal. La contactul dintre construc.ie .i teren se
produc deforma.ii, care se modific. in timpul ac.iunii
seismice. La o construc.ie rigid., masa iner.ial. se
deplaseaz. impreun. cu baza de rezemare. La o construc.ie
elastic., baza se mi.ca o dat. cu terenul, masa
iner.iala avand tendin.a r.manerii in urma. Dac. terenul
din jurul cl.dirii este slab, iar cl.direa este rigid., apar
deforma.ii ale terenului in jurul construc.iei.
Deci, pe timpul unui cutremur, va fi o mare diferen..
intre m.rimea for.ei necesare s. deplaseze baza unei
construc.ii rigide fa.. de aceea a unei construc.ii
elastice. Mi.carea de balansare are efecte u.or de intuit
in sporirea perioadei de oscila.ie, in cre.terea deplas.rilor
la partea superioar. a construc.iei .i majorarea
for.elor de iner.ie. Inc.rc.ri gravita.ionale centrice, pe
timpul cutremurului, pot deveni excentrice cauzand
momente incovoietoare .i momente de r.sturnare.
Pe baza observa.iilor efectuate asupra unei construc.ii
amplasate pe un strat de p.mant omogen, sub care se
g.se.te un strat de roc., s-a constat c. mi.carea undelor la
suprafa.a liber. a p.mantului, difer. de mi.carea undelor
seismice prin stratul de roc.. Prezen.a construc.iei pe
suprafa.a terenului influen.eaz. mi.carea undelor.
Inregistr.rile microseismelor confirma diferen.a existent.
intre deplas.rile la suprafa.a p.mantului .i in
varful unei construc.ii cu (P + 4E).
Efectele interac.iunii teren . structur. se pot aprecia
de asemenea, ca diferen.a dintre r.spunsul structurii in
ipoteza identit..ii mi.c.rii seismice de la baza structurii
cu mi.carea seismic. din camp liber .i r.spunsul
structurii considerand mi.carea real., modificat. de la
baza structurii. Efectul general poate fi o atenuare sau o
amplificare a r.spunsului seismic al structurii .i depinde
de propriet..ile structurii .i ale terenului de fundare, ca
.i de caracteristicile excita.iei seismice.
Modificarea r.spunsului seismic al unei structuri
situate pe un teren deformabil, in compara.ie cu r.spunsul
unei structuri situate pe un teren rigid, se datoreaz.
pe de o parte, modific.rii perioadelor (frecven.elor)
proprii de vibra.ie ale structurii, in func.ie de factorii
men.iona.i mai inainte, iar pe de alt. parte disip.rii unei
p.r.i din energia excita.iei seismice prin amortizarea
histeretic. .i prin radia.ia undelor seismice in terenul de
funda.ie. Importan.a amortiz.rii histeretice cre.te odat.
cu cre.terea intensit..ii excita.iei seismice. In cazul
structurilor amplasate pe terenuri rigide, amortizarea
prin radia.ie devine neglijabil..
Efectele interac.iunii teren de funda.ie . structur. nu
trebuie confundate cu a.a numitul efect de amplasament
(ale condi.iilor locale), care determin. mi.carea in camp
liber indus. de un cutremur dat intr-un amplasament
dat, func.ie de propriet..ile mecanice - seismice ale
subsolului amplasamentului (roci; straturi geologice;
p.manturi - terenuri de funda.ie), adic. de condi.iile geologice
- geotehnice locale. Astfel, mi.carea la suprafa.a
liber. a terenului de funda.ie difer. pentru diferite
CALITATE .I SECURITATE AMBIENTAL.
40 Buletinul AGIR nr. 2-3/2010 œ aprilie-septembrie
amplasamente in func.ie de condi.iile locale de teren,
constatandu-se perioade predominante diferite. In cazul
interac.iuni teren de fundare . structur. are loc distorsiunea
mi.c.rii seismice la baza structurii (eventual
.i la suprafa.a liber. a amplasamentului in vecin.tatea
structurii) din cauza prezen.ei structurii, aceasta datorat.
interferen.elor intime dintre propriet..ile terenului de
fundare .i caracteristicile structurii. Astfel, p.manturile
supuse la vibra.ii i.i modific. capacitatea lor de rezisten..,
in general, avand loc uneori diminuarea capacit..ii lor de
rezisten..; vibra.iile construc.iilor .i ale lichidelor con.inute
in unele structuri, contribuind la vibra.iile p.manturilor.
Importan.a naturii terenului de fundare pentru r.spunsul
seismic al construc.iilor a fost reliefate de multe
cutremure. Terenul influen.eaz. comportarea construc.iilor
la ac.iunea seismic. prin:
. amplificarea sau diminuarea amplitudinilor mi.c.rii
vibratorii de la funda.iile construc.iei; in terenuri afanate,
mi.carea seismic. se amplific., pe cand terenurile compacte,
filtreaz. armonicele de perioad. mic.;
. modificarea caracteristicelor dinamice - perioada,
vectori proprii;
. disiparea energiei seismice prin amortizarea interna
a ternului .i de radia.ie a funda.iilor.
Intre avariile cauzate la construc.ii .i rigiditatea terenului,
se pot face urm.toarele leg.turi. In terenurile tari,
cauza esen.ial. a avariilor o constituie for.ele de iner.ie,
in terenuri slabe, rolul hot.rator il au tas.rile inegale. Pe
un teren slab, o cl.dire rigid. se avariaz. numai dac. are
dimensiuni mari in plan. Cl.dirile elastice se avariaz.
datorit. for.elor de iner.ie mari. Deplas.rile mari ale
scheletului portant nu pot fi urm.rite de materialele de
inchidere .i compartimentare, pe de o parte, iar, pe de
alta, intervin solicit.ri suplimentare din inc.rc.rile
devenite excentrice. In terenurile moi, aceste efecte sunt
mult mai evidente, mai ales cand perioada construc.iei se
aproprie de perioada mi.c.rii bazei de rezemare.
Avariile inregistrate la construc.ii trebuie puse in
corela.ie cu modul de a reac.iona la seism al construc.iilor.
Din comportarea in situ a acestora se poate
concluziona c. structurile rigide simt seismul sub forma
socului in dominanta sa violen.. pe cand structurile
elastice intr. in oscila.ie la sosirea primelor unde
seismice .i continu. oscila.ia chiar .i dup. incetarea
cutremurului.
4. CARACTERISTICILE SEISMELOR
B.N..ENE
Ca intensitate .i caracteristici principale, cutremurele
b.n..ene se incadreaz. in categoria celor mai frecvente
cutremure din aria mediteranean., atat in ce prive.te
magnitudinea cat .i adancimea focarului. Cutremurele
b.n..ene sunt de tip crustale intra-plac., diferen.iinduse
de cele vrancene, seisme intermediare inter-pl.ci.
Aceste diferen.e in tipologia surselor implic. .i
diferen.ele mari in manifestare (intensitate, teritoriu
afectat, durat., specificitatea ac.iunii seismice).
Cutremurele b.n..ene se incadreaz. in categoria celor
de tip intra-plac., mi.c.ri care se produc in interiorul
acelea.i pl.ci tectonice. Aceste mi.c.ri se datoreaz. fie
ruperii din incovoiere sau t.iere a pl.cii, fie lunec.rilor
produse de faliile existente. Ins. prezen.a faliilor semnalate
in harta seismic. a Banatului cat .i neomogenitatea
mediului din punct de vedere al transmiterii undelor
seismice face ca distribu.ia intensit..ilor s. fie de regul.
neuniform.. Este posibil s. apar. o dirijare preferen.ial.
in lungul faliilor, la distan.e mult mai mari fa.. de
epicentru decat pe direc.ii perpendiculare.
Cea mai pregnant. caracteristic. a acestor cutremure
din punct de vedere seismologic este adancimea redus.
a focarelor, de obicei intre 4 .i 15 (20) km. Consecin.a
direct. a adancimii reduse a focarului este sc.derea
rapid. a intensit..ii o dat. cu cre.terea distan.ei fa.. de
epicentru. Din cauza adancimii reduse, avariile cele mai
puternice se produc in zona epicentral., zon. cuprins.
pe o raz. aproximativ egal. cu adancimea focarului.
O alt. caracteristic. a acestor cutremure o constituie
intervalele de recuren.. mari, datorit. faptului c. un
num.r mare de focare sunt activate intr-o anumit. perioad.,
pentru ca apoi s. devin. inactive perioade lungi
de timp. Se constat. o permanent. migrare a focarelor.
Cea mai important. caracteristic. din punct de
vedere al inginerului proiectant este faptul c. seismele
b.n..ene sunt de tip impuls de vitez. .i deplasare, in
zona epicentral. avand maximum 1-2 cicluri importante
.i durat. scurt..
Accelerogramele inregistrate la Banloc in timpul
cutremurelor din 1991, 1994, 1995, 1996 arat. clar
caracterul de impuls de vitez. .i de deplasare, cu un
num.r redus de cicluri semnificative. Inregistr.rile efectuate
in Timi.oara arat. modificarea caracteristicilor
mi.c.rii o dat. cu cre.terea distan.ei epicentrale,
accelera.iile reducandu-se mult, iar durata, perioada de
vibra.ie .i num.rul de cicluri fiind mai mari.
Perioadele de vibra.ie, in special cele pentru impulsul
de vitez. sunt relativ scurte, dar se observ. .i
perioade de vibra.ie mai mari, in special in cazul
terenurilor slab consolidate .i evident, a.a cum s-a spus
mai sus, o dat. cu cre.terea distan.ei epicentrale.
Componentele verticale ale mi.c.rilor seismice de
suprafa.. sunt importante ca ordin de m.rime, ele
putand ac.iona simultan cu cele orizontale, dar impulsurile
verticale au perioade mai scurte decat cele
orizontale. O constatare deosebit de important. pentru
HAZARDUL SEISMIC AL TIMI.OAREI
Buletinul AGIR nr. 2-3/2010 œ aprilie-septembrie 41
comportarea structurilor este aceea c. perioadele proprii
verticale ale structurilor corespund cu perioadele de
mi.care vertical., ceea ce conduce la amplific.ri importante
pe vertical..
Cutremurele puternice sunt inso.ite de un num.r
mare de replici, fapt constatat .i la seismele din 1991,
intensitatea acestora scade ins. in timp.
5. ELEMENTE CARE CARACTERIZEAZ.
COMPORTAREA TERENULUI
LA SOLICIT.RI DINAMICE
Pe baza forajelor de adancime pentru prospec.iuni
hidrogeologice .i a forajelor geotehnice, pe amplasamentul
Timi.oarei au fost eviden.iate condi.ii de teren
diferite, ilustrate de cele dou. profile de teren (figura 3)
.i datele din tabelul 1.
Spectrele de r.spuns pentru accelera.ii rezultate din
inregistr.rile b.n..ene au ordonatele spectrale maxime
in spectrele de accelera.ii pentru perioade sub 0,5 s
(. 0,25) s) pentru profilul predominant nisipos din
sudul Timi.oarei (sud de Canalul Bega, inregistr.rile
prelucrate de la sta.iile Fabrica de Tramvaie .i IAEM).
Fig. 3. Profile geotehnice caracteristice
pentru Timi.oara.
Tabelul 1
Structura granulometric. pentru diverse foraje
(A . argil.; N . nisip)
ISIM CET UTT UMT
Adancime
foraj [m] A
[%]
N
[%]
A
[%]
N
[%]
A
[%]
N
[%]
A
[%]
N
[%]
50 32 68 33 67 80 20 86 14
100 47 57 48 52 77 23 81 19
Pentru zona cu terenuri din nordul Timi.oarei este
posibil ca spectrele de accelera.ii s. aib. ordonatele
maxime pentru perioade mai mari de 0,5 s.
Datele actuale, din cercet.ri similare, ne arat. c. ultimii
50...60 m de la suprafa.a terenului sunt hot.ratori
in definirea amplasamentelor din ora. in ambele situa.ii
(zone preponderent argiloase sau nisipoase):
. profilul de teren predominat argilos (80 % ... 86 %)
in nordul Timi.oarei (Calea Torontalului - Calea
Aradului - Calea Lipovei);
. profilul de teren predominant nisipos (67 %...80 %)
din zona a canalului Bega.
Pe baza forajelor geologice, de care dispunem (peste
50) .i a prospec.iunilor geotehnice de pe amplasamentul
Timi.oarei se pot aprecia urm.toarele:
. 50...60 m grosimea straturilor care definesc
caracteristicilor de comportare a terenului la solicit.ri
dinamice (mi.c.ri seismice);
. densitatea medie a terenului . = 1,9...2,0 g/cm3;
. viteza undelor V. = 350 m/s .i VS . 200 m/s ;
. frac.iunea din amortizarea critic. D = 12 % pentru
nisipuri .i 8 % pentru argile, in cazul cutremurelor
b.n..ene . = 10-2 ... 10-1 %.
Conform datelor de mai sus se ob.in urm.toarele
perioade proprii:
. in cazul undelor principale P (de compresiune):
4 4 50 0,571
(2 1) (2 1) 350 2 1
P
t
P
T H
n V n n
.
. . .
. . . . .
(1)
rezult.:
T1
P = 0,571 s, T2
P = 0,19 s, T3
P = 0,114 s (2)
. pentru undele secundare (de forfecare):
4 50 1,0
(2 1) 200 2 1
S
Tt
n n
.
. .
. . .
(3)
T1
S = 1,0 s, T2
S = 0,33 s, T3
S = 0,20 s (4)
Analizand perioadele undelor seismice (P .i S) se
constat. c. acestea au un domeniu larg de manifestare
de la 0,114 s la 1,0 s, in cazul discontinuit..ii scoar.ei
terestre fenomenul se modific. substan.ial iar prezen.a
construc.iilor complic. fenomenul de interac.iune.
CALITATE .I SECURITATE AMBIENTAL.
42 Buletinul AGIR nr. 2-3/2010 œ aprilie-septembrie
Aspectul fundamental il reprezint. acoperirea domeniului
de rezonan.. dintre perioadele undelor seismice,
ale perioadelor terenului din amplasamentul liber .i al
construc.iei impreun. cu masa de teren din zona activ.
din timpul cutremurului.
Rezonan.a dintre perioadelor undelor seismice .i
cele ale terenului se produce avand la baz. factorul de
amplificare.
Hn = 4/(2n . 1)EƒÎE1/2D (5)
Pentru undele principale P (de compresiune) in cazul
zonei predominant nisipoase:
1
4 100 5,30,
1 3,14 2 12
H . . .
. .
pentru T1
P = 0,571 s (6)
21
4 100 1,77,
3 3,14 2 12
H . . .
. .
pentru T2
P = 0,19 s (7)
6. CONCLUZII
Se poate spune c. undele seismice cu perioadele
cuprinse intre 0,2 s .i 0,6 s vor fi amplificate la suprafa.a
terenului cu un coeficient de 1,77...5,3, rezultand o
valoare medie a coeficientului de amplificare de 3,55.
Undele cu valori mai mici de 0,2 s vor fi atenuate.
In cazul zonelor predominat argiloase situate in partea
de nord a Municipiului Timi.oara coeficientul de amplificare
va cre.te deoarece frac.iunea din amortizarea
critic. scade (Hargil. > 3,55 = Hnisip).
Una dintre cele mai importante probleme privind
proiectarea construc.iilor amplasate in zone seismice o
reprezint. selectarea tipului de cutremur. Parcurgerea
acestei etape deosebite presupune o cooperare multidisciplinar.
.i corelarea datelor geotehnice, geologice,
tectonice .i seismotectonice, geofizice, seismologie
inginereasc. etc., precum .i evaluarea factorilor de risc.
In regiunea Banat accelera.ia componentei orizontale
aH .i accelera.ia maxim. reprezint. valori pentru mi.c.ri
seismice cu band. lat. .i intermediar. de frecven.e,
avand valori relative mici, sau cel mult medii, pentru
perioadele de control Tc (de exemplu, Tc . 0,6 s).
Pentru studiile de perspectiv. privind microzonarea
seismic. trebuie .inut cont c. pe teritoriul municipiului
Timi.oara sunt cel pu.in dou. structuri geotehnice: una
in partea de sud, in care predomin. nisipurile finepr.foase,
nisipurile fine .i mijlocii de grosime maxim.
6,0 m, saturate .i pe alocuri cu poten.ial de lichefiere
(zona CET Timi.oara) .i a doua zon. in partea de nord
unde predomin. argilele pr.foase, cu grosimea minim.
de 6 - 8 m.
Conform analizelor seismologice ale dalelor culese
din cele mai vechi timpuri .i pan. in prezent rezult.
faptul c. seismicitatea din zona Timi.oarei este determinat.
in principal de cutremurele b.n..ene, .i nu de
cele vrancene.
Studiul condi.iilor tectonice .i seismotectonice locale
eviden.iaz. faptul c. in amplasamentul Timi.oarei sau
in imediata apropiere nu exist. o falie activ., care s.
pericliteze rezisten.a .i stabilitatea construc.iilor existente
sau viitoare, in mod excep.ional.
Dintre hazardurile naturale, hazardul seismic are
efecte dintre cele mai dezastruoase asupra mediului construit
.i societ..ii umane. Incepand cu a doua jum.tate a
anului 1991 s-a produs in Banat o serie de cutremure
neobi.nuit de puternice pentru zona respectiv.. Cutremurele
cele mai importante s-au produs in zilele de
12 iulie 1991 (M = 5,7, epicentrul in zona Banloc),
18 iulie 1991 (M = 5,6, epicentrul in zona Tople. -
Herculane) .i 2 decembrie 1991 (M = 5,7, epicentrul in
zona Voiteg). De.i aceste cutremure, datorit. magnitudinii
lor destul de limitate, nu au avut efecte distrug.toare pe
scar. larg., ele s-au situat la nivelul unora dintre
cutremurele cele mai puternice observate in regiune in
ultimele dou. - trei secole.
Evenimentele seismice b.n..ene din ultimul timp au
readus in actualitate seismicitatea destul de ridicat. a
zonei respective .i necesitatea adopt.rii unor norme
fundamentate pentru protec.ia antiseismic. in condi.iile
specifice regiunii.
BIBLIOGRAFIE
[1] Alexandrescu, I., Contribu.ii la studiul ac.iunii solicit.rilor
dinamice asupra funda.iilor .i a terenului de fundare, tez. de
doctorat, U.P. Timi.oara, 2007.
[2] Apostol, B.F., Cercet.ri privind efectele de neliniaritate in
evaluarea .i reducerea riscului seismic, St. cerc. Geofizic.,
Bucure.ti, 2006.
[3] Ardeleanu, L., Leydecker, G., Bonjer, K.P., Busche, H., Kaiser, D.,
Schmitt, T., Probabilistic seismic hazard map for Romania as a
basis for a new building code, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 2005.
[4] Dubin., D., Lungu, D., Construc.ii amplasate in zone cu mi.c.ri
seismice puternice, Ed. Orizonturi Universitare 2003.
[5] Dimoiu, I., Earthquake engineering, Ed. Orizonturi Universitare
2004.
[6] Lungu, I., Stanciu, A., Bo.i, N., Probleme speciale de funda.ii,
Editura Junimea, Ia.i, 2002.
[7] Marin, M., Regiunea seismica Banat . Timi.oara si aspecte
privind calculul construc.iilor, Buletinul AGIR, octombrie -
decembrie 2000.
[8] Marin, M.,Roman, O., Rasool, H.H., Studiu geodinamic pentru
evaluarea impactului cl.dirilor inalte asupra zonelor invecinate,
in caz de seism, A XI-a conferin.. na.ional. de geotehnic. .i
funda.ii, Timi.oara, 2008.