» » Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

16.08.2016

Первое подробное научное изложение обо всех особенностях и последствиях Спитакского землетрясения было опубликовано в американском профессиональном журнале “Earthquake Spectra” Исследовательского института Сейсмостойкого строительства. Спитакскому землетрясению был посвящен специальный августовский номер (1989 г.) под названием “Армянское землетрясение - рекогносцировочный доклад” под редакцией Лоринга Уайла и Джона Филсона. Следующий более объемистый труд, содержащий статьи о Спитакском землетрясении специалистов многих стран мира, был опубликован в 1995г. Это были труды Международного семинара, посвященного землетрясению, организованного ЮНЕСКО в мае 1989 г. в г. Ереване. Нижеизложенные данные, анализы и иллюстрации в основном исчерпаны из этих двух источников.
Общая характеристика землетрясения

7 декабря 1988 года в северных районах Республики Армения произошло сильное землетрясение, которое в дальнейшем именовалось как Спитакское землетрясение. Оно стало причиной массовых разрушений зданий и сооружений, причинило огромный материальный ущерб стране и унесло жизни тысяч людей.
Землетрясение произошло на нагорье Малого Кавказа, примерно в 150 км к югу от осевой части Главного Кавказского хребта. Тектонические и геологические структурные направления Малого Кавказа в основном параллельны оси Главного Кавказского хребта в его северо-западном и юго-восточном сегментах. Тектоническое расположение региона в основном сложное, но в целом характеризуется сжатием и укорочением коры из-за конвергенции Аравийской и Евразийской плит, как это показано на рис. 3.6.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

Локальное тектоническое расположение Спитакского землетрясения показано на рис. 3.7. Регион возникновения землетрясения входит в Альпийский сейсмический пояс Земли, протягивающийся от Средиземноморья на восток через южную Европу, северную Африку, Турцию, Кавказ, Иран и Индию. Сейсмическая активность Армении в этом поясе относительно низка как по максимальной магнитуде землетрясения (рис. 3.9), так и по их повторяемости. С начала XX века в этом регионе Армении было зарегистрировано небольшое количество землетрясений с интенсивностью 6-7 баллов в эпицентре, в том числе самое сильное в 1926 году близ города Александрополь (Ленинакан) с магнитудой M = 5.6, о котором рассказано выше.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

Спитакское землетрясение было зарегистрировано сейсмическими станциями по всему миру. Стандартные параметры землетрясения согласно сообщениям Национального центра сейсмической информации (NEIC) Геологической службы США и Института Физики Земли (ИФЗ) АН СССР следующие:
Время возникновения: 7-го декабря 1988 года 07 ч. 41 мин. 24.96 с. по UTC, 11 ч. 41 мин. 24.96 с. по местному времени. Координаты эпицентра: широта (градусы) 40,996С±2.9км (40,92) долгота (градусы) 44,197В±1.8 км (44,20).
Глубина очага: 11 км (уточненная)
Магнитуды: mв=6.3 - среднее по 87 наблюдениям,
Ms=6.8 - среднее по 17 наблюдениям,
Ms=7.0 по вертикальной компоненте (Беркли),
Ms=7.0 (ИФЗ).
Механизм главного толчка землетрясения, по данным Геологической службы США, которые основаны на наблюдениях региональных и телесейсмических станций, имеет вид, показанный на рис. 3.10. Параметры этого механизма следующие:
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

Параметры плоскости разлома, по данным инверсии объемных и поверхностных волн и геологических измерений на месте максимального смещения по поверхностному обнажению разлома, показаны на рис. 3.11.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

Перед землетрясением несмещенный куб имел 3-метровые стороны; вертикальные грани были параллельны и нормальны к простиранию разлома. Стрелки, показанные на плоскости разлома - направление вектора перемещения. Обозначение размеров углов и направлений следующие: N север, азимут простирания разлома (не обозначен) равен 292°, падение разлома D=55°, смещение S=2 m, вертикальная компонента V=1.6 m, сдвиговая компонента SS=0.5 м (правосторонняя), компоненты сжатия С=1.1м, горизонтальная компонента H=1.2 м, компонента смещения по падению DS=1.9 м, угол погружения смещения Р=53°, наклон смещения R= 109°.
Простирание поверхностных разрывов (местами прерывист) белыми линиями показано на рис.3.12 (Ландсат). Поверхностное трещинообразование, которое в большинстве мест проходит через обнаженные коренные породы, произошло от Спитака в северном, северо-западном и к югу от Спитака в южном и юго-восточном направлениях. Оно имело протяженность около 37 км. Горизонтальная подвижка в основном имела сдвиговый правосторонний характер. Вектор и величина вертикальной подвижки по длине разлома перемены и имеют сдвиговоправосторонний сбросовый характер. На рис. 3.13 показан уступ разлома в зоне максимального взброса на участке между Спитаком и Гехасаром высотой около 2 метров.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

По исследованию, коренная порода вне зоны сдвигового смещения (подвижки) проявила себя как жесткий блок с небольшой внутренней деформацией.
По утверждению Истейбрука, Паченко и Набелека, используя большой объем данных в продолжении 30 секунд телесейсмической записи объемных сейсмических волн, им удалось идентифицировать, по крайней мере, три подсобытия. Согласно их интерпретации, первое подсобытие имело место близ города Спитак, второй - через 4 сек в 15 км к юго-востоку от первого, а третье произошло через 10 сек в 30 км к западу от первого подсобытия, т.е. в сторону Ленинакана. Эти результаты указывают на то, что главный толчок по своей природе был очень сложен и мог образовать разрыв, по крайней мере, на двух сегментах.
Сейсмический момент и энергия землетрясения. Согласно уточненным данным, принимая длину поверхностного разрыва L=38km, глубину очага h=11 км, среднее значение относительной подвижки спаренных блоков 1.22 м и для модуля сдвига G=2*10в11 дин/см2 для сейсмического момента Спитакского землетрясения, получим
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

Подставляя соответствующие значения, получим:
M0 = 38*10в5*11*10в5*3*10в11*1,22*10в2 = 15,3*10в25 дин*см.

Таким образом, моментная магнитуда землетрясения согласно формуле (1.96) будет:
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

которая отличается от средней Рихтерской магнитуды Ms=6.8 (вычисленной по сейсмограмме) всего на 0.7%.
Энергия Спитакского землетрясения, как мы уже вычислили в первой главе, составила
IgE = 11.8+1.5М = 11.8+1.5-6.8 = 22
E = 10в22 эрг = 10в15 джоуль.

Энергетический класс землетрясения - k=15.
Форток и афтершоки землетрясения

Последовательность процесса возникновения Спитакского землетрясения состояла из форшока 6 декабря, главного толчка, одного мощного афтершока сразу после главного толчка через 4 мин 21 сек и сотен дополнительных, афтершоков, некоторые из которых по магнитуде приближались к 5. Хронологическое перечисление форшока, главного толчка и афтершоков, локализованных NEIC, приводятся в табл. 3.2. В таблице mв - это магнитуда землетрясения, вычисленная по амплитуде объемных сейсмических волн, зарегистрированной на станциях, расположенных на расстоянии более чем 600 км от эпицентра, a Ms - магнитуда, вычисленная по амплитуде поперечной S волны, зарегистрированной на станциях, расположенных менее чем за 600 км от эпицентра. Как было отмечено в первой части книги, для Ms≥6.75, mв≤Ms, а для Ms≤6.75, наоборот - mв≥Ms.
Как видно из таблицы, основному толчку 7 декабря 11 часов 41 мин (по местному времени) предшествовал изолированный и хорошо зарегистрированный форшок 6 декабря 19 часов 27мин. Этот форшок ощутили жители Ленинакана и был зафоксирован в Ленинаканской сейсмической станции.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

По мнению местных сейсмологов, 6 декабря днем в Ленинакане ощутили влияние не только указанного форшока, но и еще одного более слабого. Однако, так как землетрясения такой силы, как форшок 6 декабря, не редки в этом регионе, он (форшок), к сожалению, не был принят в качестве предварительного форшока-предвестника ожидаемого сильного события 7 декабря 1988 года и не были приняты упреждающие меры по защите от наступающей трагедии. В пределах пяти минут после главного толчка имел место сильный афтершок (редкое явление в сейсмологии), уступающий по магнитуде главному толчку всего на 0.4 единицы по магнитуде объемной волны и 0.75 - по магнитуде поверхностной волны. Этот афтершок причинил обширный дополнительный значительный ущерб зданиям и сооружениям, уже ослабленным или поврежденным главным толчком. Естественно, он и стал причиной смерти тысяч людей. Многие в ходе эвакуации из поврежденных, но все еще устоявших зданий, не успев покинуть их, были накрыты окончательными разрушениями от этого мощного афтершока. Кроме того, как видно из табл. 3.2, в течение первых 24 часов с начала землетрясения произошли по крайней мере 10 форшоков с магнитудами 4.5-5.0, которые стали еще одной, дополнительной причиной роста повреждений и гибели людей. Это означает, что в течение одних суток произошли 10 землетрясений с интенсивностью VII-X баллов, что, по нашему мнению, является одной из основных причин большого объема разрушений и числа жертв при Спитакском землетрясении.
Схема географического расположения главного толчка и афтершоков, происходящих в первые часы и дни, показана на рис. 3.14.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

Географическое расположение всех ощутимых афтершоков и их проекции на плоскости разрыва главного толчка показаны на рис. 3.15.
Афтершоки можно разделить на две зоны. Первая зона узкой шириной простирается от разрыва в окрестностях Спитака на 10-15 км к юго-востоку. Глубина очагов этих афтершоков доходит до 8 км.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

Вторая зона простирается на северо-запад, на краю которой произошел самый сильный из афтершоков. Эта зона расположена в продолжении поверхностного разрыва и простирается на 30 км; она более широкая, чем первая — юго-восточная.
Картина расположения афтершоков, приведенная на рис. 3.15, свидетельствует о сложном характере телесейсмических объемных волн, отмеченных выше Истейбруком, Панченко и Набелеком и об их выводе и сложном характере главного толчка, состоящего по крайней мере из трех подсобытий. Два сильных афтершока расположены в их центральной части. Энергия первого мощного афтершока (через 4мин 21 сек) составила:
IgE = 11.8 + 1.5*6.25 = 21.175
E= 1.5*10в21 эрг = 1.5*10в14 джоуль.

Таким образом, энергетический класс этого афтершока (К=14.17) не отличается от энергетического класса главного толчка (К=15) даже на одну единицу. А энергия афтершока всего в 6.6 раза уступает энергии основного толчка. Суммарная энергия остальных афтершоков, если их количество принимать примерно 200 со средней магнитудой М=3.0, составит:
E = 200*10в16,3 = 2*10в18,3 эрг = 4*10в11 джоуль.

Эта энергия составляет всего 0.04% от энергии главного толчка.
Геотехнические последствия землетрясения

Землетрясение в эпицентральной зоне вызвало значительные геотехнические изменения на поверхности Земли в виде дислокаций, оползней, обвалов, уступов, трещин, падением больших объемов скальных пород, разжижением грунтов, разрушением железнодорожного полотна. Наиболее характерное геологическое изменение из-за землетрясения - это 38-километровый новый разрыв на поверхности Земли (рис. 3.12) с уступом более чем 2-метровой высоты (рис. 3.13) в окрестностях Гегасара.
Геоморфологическое положение нового разрыва и геологические разрезы в перпендикулярном к разрыву направлении показаны на рис.3. 16.
Общая картина сейсмодислокаций в эпицентральной зоне около Спитака показана на рис. 3.17, а оползневые образования в окрестностях Ленинакана в результате землетрясения на рис. 3.18.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

На проезжих частях дорог образовалось большое количество продольных трещин шириной до 40-50см, в горах камнепады, на склонах оползни. На протяжении 230 метров по полотне железной дороги произошло разжижение грунта, вследствие чего имело место искривление рельсов. Иллюстрации этих явлений показаны на рисунках 3.19-3.23. О всех этих явлениях более подробные сведения можно найти во многих научных сборниках, посвященных Спитакскому землетрясению. Такими материалами очень богат объемный сборник (530стр.) докладов, участников Международной научной конференции, посвященной годовщине Спитакского землетрясения, состоящейся 23-26 мая 1989 года в городе Ереване, организованной UNESCO.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

Регистрация колебания грунта

К сожалению, имеется очень малое количество инструментальных записей Спитакского землетрясения. Вследствие ряда причин, в том числе низкого уровня обслуживания сети сейсмических станций и качества записывающей аппаратуры, при основном толчке и последующем мощном афтершоке в эпицентральной зоне ни одной записи землетрясения не получено. Пять станций из девяти инженерносейсмометрических служб (ИСС) в городе Ленинакане Института геофизики и инженерной сейсмологии (ИГИС) АН остались под развалинами и после расчистки из них не удалось получить необходимой полезной информации. Единственная качественная запись ускорения грунта (акселерограмма) ближе к эпицентральной зоне получена сотрудниками ИСС ИГИС под рук. канд.техн.наук Л.А.Мхитарян в райцентре Гукасяна (Ашоцк) на расстоянии около 33 км от эпицентра главного толчка трехкомпонентным акселерографом ССРЗ с собственным периодом колебаний 0.05сек (СССР). Акселерограф регистрировал как все три компонента главного толчка, так и афтершока (рис. 3.24).
Максимальное горизонтальное ускорение грунта в Гукасяне при главном толчке достигло 0.2 Ig, а вертикальное - 0.15g, при первом афтершоке - соответственно 0.15g и 0.05g. Ускорение колебания грунта было записано также в Ереване на расстоянии около 100км на ИСС N3 АрмНИИСА (ул. А.Аветисяна, I, андезиты-базальты).
Запись осуществлялась сейсмоприемником ОСП (с собственным периодом колебания 0.15сек), настроенным на автоматическое включение и запись в течение 40-50сек. Как показали результаты обработки общей кассеты, снятой через 30 минут после основного толчка землетрясения, на ней между записями главного толчка и первого афтершока оказались записи еще двух толчков. Общий вид записи (всех четырех толчков) показан на рис. 3.25. Максимальное ускорение грунта при главном толчке составило около 60 см/сек2.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

Методом интегрирования этой акселерограммы были получены также велисограмма и сейсмограмма грунта в Ереване при главном толчке (рис. 3.26). Их максимальные значения составили соответственно Зсм/сек и 0.9см. В Ереване на ИCC N2 (аллювий) и ИСС N5 (валуно-галечник) АрмНИИСА сейсмоприемником СМ-3 непосредственно были записаны также смещения грунта. Они показаны на рис. 3.27.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

Максимальное смещение грунта достигло 3.5 мм ИСС N5. Кстати, пользуясь определением магнитуды, как значения десятичного логарифма от перемещения грунта (см.формулу 1.90) на расстоянии 100км (Спитак-Ереван), получим:
M = log2800*3.5 1000 = Ig10в6,99 = 6.99.

Спитакское землетрясение было записано также сейсмометром СБМ (сейсмометр балльности, период свободных колебаний - 0,25, декремент затухания - 0,5). Показания сейсмометра СБМ являются основанием для установления интенсивности землетрясения по шкале MSK-64, согласно табл. 3.3. Итоговые результаты по оценке интенсивности землетрясения в разных городах Армении приведены в табл. 3.4.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

На рис. 2.30 показаны записи сейсмометра СБМ, полученные на двух станциях г. Ленинакана. На инженерно-сейсмометрических станциях Ленинакана и Еревана были установлены также многомаятниковые сейсмометры конструкции А.Г. Назарова. Из этих записей наибольший интерес, по нашему мнению, представляет запись маятника с периодом свободных колебаний Т=0.8 сек сейсмометра, установленного на грунте у здания ИГИС в Ленинакане. Эта запись показана на рис. 3.31.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

Как видно из записи, во время землетрясения маятник сейсмометра совершил по крайней мере 20-30 колебаний с одинаковой максимальной амплитудой. Это в принципе возможно при большой длительности землетрясения и близости величины периода маятника (0.8с) к величине преобладающего периода колебания грунта во время землетрясения. Об этом свидетельствует также запись (рис.2.30) сейсмометра СБМ, установленного рядом в том же месте, маятник которого с периодом 0.25 сек совершил всего 1-2 колебания с максимальной амплитудой.
Как было указано во II части книги, преобладающие периоды колебаний грунта в старой части Ленинакана при землетрясении на самом деле находились в пределах 0.6-0.8 сек.
Спитакское землетрясение было записано многими сейсмическими станциями мира. На рис.3.32 показана типичная сейсмограмма землетрясения, зарегистрированная на сейсмической станции Графенберг (Германия), из которого четко видно как величина промежутка между главным толчком и первым мощным афтершоком (4 мин. 21 сек), так и отношения максимальных амплитуд около 0.8. Причем сейсмические волны достигли Графенберга с 4-минутным опозданием.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

В Спитаке до землетрясения приборы для регистрации землерясения не были устрановлены. Косвенные оценки максимального ускорения грунта в Спитаке по различным эмпирическим формулам и по расчетам по опрокидыванию надгрубных памятников были даны различными специалистами. Они показывают, что величина ускорения грунта в Спитаке могла быть от 0.8g до 1.0g. Аналогичные оценки для Ленинакана - 0.47-0.53g, Степанавана - 0.46g, Кировакана - 0.40g. Значения нормативных ускорений грунта до землетрясения были приняты: для Спитака - 0.1g, Ленинакана - 0.2g, Степанавана и Кировакана - 0.1g. По новым нормам Армении ускорение грунта для всех 4-х городов принято равным 0.4g.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

На рис. 3.33 показан график затухания ускорений по результатам зарегистрированных и вычисленных значений ускорений для различных городов на расстояниях до 100 км. Там же для сравнения приведены известные кривые затухания Джорнера и Бура и Идрис.
Исследование влияния местных грунтовых условий

Прибывшие в зону землетрясения большие группы специалистов из США, Франции и СССР в первые же дни после землетрясения провели большой объем исследований по регистрации последующих афтершоков, выявлению особенностей образовавшегося поверхностного разрыва, влиянию причин усиления или ослабления колебаний грунтов в зависимости от локальных грунтовых условий и др. Последнее обстоятельство регистраций можно исчерпать из спектрального анализа (разложение в ряд Фурье) записей. Результаты такого анализа на основании записанных акселерограмм (рис. 3.35) указанного афтершока показаны на рис. 3.38, из которого видно, что в колебательном процессе грунта Ленинакана по сравнению с аналогичными в Кети, Гогаране и Джрашене преобладают колебания с периодами от 0.5 до 2.5сек (с частотами от 2 до 0.4 герц). Причем в этом диапазоне превалируют колебания с дискретными значениями периодов около 2.0 и 1.0 сек.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

Как видно из последних двух графиков на рис.3.38, частотные характеристики всех трех скальных участков Кети, Гогаран и Джрашен почти одинаковы. Анализ записей афтершоков, полученных в разных участках Ленинакана (Мармарашен, Айгебац и др.), также дополнительно подтвердил вышесказанное. Результаты анализа записей афтершоков позволили также получить некоторые количественные оценки влияния локальных грунтовых условий на усиление или ослабление уровня сотрясения грунтов.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

В табл. 3.6 приведены сопоставительные данные, полученные на станциях Кети, Гогаран, Ленинакан и Джрашен, заимствованные из вышеупомянутой статьи Р. Боччердта, Ж. Гласстоера, М. Андревса и Е. Гранника.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

Из таблицы видно, что амплитуды ускорений в трех направлениях X, Y, Z в аллювиальных грунтах Гюмри по сравнению со скальными грунтами Гогарана, который находится на одинаковом расстоянии от эпицентра, как и Ленинакан, в 1.4, 0.8, 1.9 раза больше, а амплитуды перемещений грунтов в Ленинакане превосходят амплитуды Гогарана в значительно большей степени - соответственно в 1.8, 10.4 и 5.9 раза. Данные таблицы показывают, что при эпицентральных расстояниях до 30км и магнитудах землетрясений М=4-5 ускорения на аллювиальных грунтах, по отношению к скальным грунтам, в среднем могут расти до 1.4 раза, максимум - до 1.9 раза. Такие отношения регламентируются нормами сейсмостойкого строительства многих стран, в том числе нормами Республики Армения. Что касается перемещений грунта, то в рыхлых грунтах они могут до 10 раз превышать перемещение в скальных грунтах. Более подробный анализ данных табл.3.6 с учетом геологических особенностей грунтовых условий станций приводится в упомянутой статье.
Разрушительные последствия землетрясения

Спитакское землетрясение причинило тяжелые разрушения жилым, гражданским, промышленным, сельскохозяйственным зданиям и сооружениям, объектам жизнеобеспечения, связи, транспорта, историкоархитектурным памятникам. Обвалились тысячи жилых домов, школ, больниц, детских садов, оставив под обломками тела людей, материальные и исторических ценности.
Наибольшие тяжелые повреждения во время Спитакского землетрясения имели место в трех городах - Спитаке, Ленинакане и Кировакане. Их расстояния от зоны разрыва соответственно составляли: 1-9 км для Спитака, 32 км для Ленинакана и 25 км для Кировакана. В геологическом отношении Спитак и Кировакан расположены вдоль рек, в районах с горным рельефом. Топография около Спитака не такая расчлененная, как в Кировакане. Большая часть территории обоих городов расположена на старых речных террасовых отложениях с мощностью до десятков метров, на тонких почвенных слоях или на породе, составляющей окружающие холмы. Большая часть сооружений в Кировакане, вероятно, возведена на скальных грунтах. Ленинакан расположен на обширной аллювиальной равнине. Региональные геологические разрезы указывают на то, что он находиться в бассейне с осадочными образованиями, достигающими глубин 3-4 км. Близкие к поверхности геологические разрезы, согласно данным Геологического управления Армянской ССР, показывают мощные слои аллювия (пески, глина, гравий, суглинки, озерные отложения), простирающиеся до глубины 300-400 м под большей частью города Ленинакана. Кроме того, Кировакан расположен на узкой долине прямо напротив высоких гор, а Ленинакан - в широкой котловине.
Среди специалистов по сейсмостойкому строительству и особенно среди сейсмологов распространено мнение, что указанные географогеологические особенности этих городов не могли не влиять на поведение зданий и сооружений в смысле их сопротивления землетрясениям. Более того, по мнению специалистов по сейсмостойкости церковных сооружений значительная часть энергии землетрясения разряжается в геологических структурах, вследствие чего церковные сооружения, построенные на склонах и вершинах ущелей, пострадают от землетрясения больше, чем построенные на равнинах.
Ответы на такие вопросы не могут быть однозначным, так как основным фактором, приводящим к повреждениям и разрушению того или иного сооружения, возведенного в том или ином месте, является уровень сейсмического воздействия (максимальное ускорение основания и его частотный состав) и динамические и прочностные характеристики самого сооружения. Поэтому нижеприведенный анализ повреждений будет проведен именно с этих позиций.
Из общего числа современных многоэтажных зданий обрушились или сильно пострадали в Спитаке 87%, в Ленинакане 52%, в Кировакане 24%. Большой масштаб разрушений в Спитаке можно объяснить близостью города к зоне разрыва. Важным наблюдением является то, что масштаб разрушений в Ленинакане был больше, чем в Кировакане, который, как сказано выше, находился ближе к зоне разрыва, чем Ленинакан. Особенно плохо себя проявили каркасно-панельные 9-этажные здания серии 111 в Ленинакане, где обрушились все 133 здания этой серии. В Кировакане ни одно из зданий этой серии не разрушилось и не получило серьезных повреждений. Причины большой уязвимости зданий этой серии в Ленинакане, помимо нерациональности их конструктивного решения и низкого качества строительства, является, то, что для этих зданий имело место существенное увеличение сейсмического воздействия из-за совпадения периодов колебаний этих зданий с периодами колебаний грунта во время землетрясения (резонанс). Как отмечено выше, в Ленинакане при афтершоках превалировали колебания грунта с периодами от 0.5 до 2.5сек. К таким выводам привели и многочисленные измерения и анализ мокроколебаний грунтов в городах Ленинакан, Спитак и Кировакан, произведенные непосредственно после землетрясения группой японских специалистов. Согласно этим измерениям, преобладающие периоды колебаний грунтов в Ленинакане составили 0.5-0.6 сек (приведенные во втором разделе расчеты свидетельствуют, что эти значения периодов соответствуют второй форме колебания грунтовой толщи), в Спитаке - 0.2-0.3 сек, в Кировакане - 0.2-0.4 сек. Вибрационные и микросейсмические испытания зданий серии 111, проведенные в Ереване 1978-1987 годах до землетрясения, показали, что их периоды находятся в диапазоне 0.55-0.75 сек (в зависимости от уровня воздействия). Учитывая большую продолжительность землетрясения, возрастание уровня воздействия для этих зданий из-за резонанса в Ленинакане имеет большую вероятность. В пользу предложения, что главной причиной массового разрушения 9-этажных зданий серии 111 были их резонансные колебания, свидетельствует и то обстоятельство, что несколько зданий той же серии и конструктивного решения, построенные в Ленинакане, но имеющие 5 этажей (их период почти в 2 раза меньше, чем 9 этажных) не обрушились и получили только незначительные повреждения. Что касается 9-этажных крупнопанельных зданий в Ленинакане, то кроме других известных преимуществ, их периоды (0.34сек) в 1.5 раза меньше, чем 9-этажных зданий серии 111, т.е. для них явление резонанса маловероятно. Отметим, что два крупнопанельных здания не обушились и в Спитаке, несмотря на большую интенсивность (0.8g), они получили серьезные повреждения и в дальнейшем были снесены. Другой причиной больших повреждений в Ленинакане, на которое не обращается внимание, на наш взгляд, является то, что в течение первых 30 сек основного события (толчка) произошли 3 подсобытия, причем третье из них произошло через 10 сек (в момент начала самых больших ускорений на акселерограмме, записанной в Гукасяне - рис. 3.24) после первого, эпицентр которого находился в 30км к западу от первого события, т.е. на расстоянии всего 10-12 км от Ленинакана. Это означает, что эпицентральное расстояние (при третьем подсобытии) для Ленинакана было не 32 км, как отмечено выше, а 10-12 км и, наоборот, эпицентральное расстояния для Кировакана при этом событии было не 25 км, а примерно 40 км.
В заключение остановимся еще на одном обстоятельстве, связанном с периодом колебаний поврежденных и неповрежденных зданий. Такие отношения периодов можно использовать для инструментальной оценки степени повреждения зданий после землетрясения. В частности, такой способ оценки повреждений предусматривается нормами сейсмостойкого строительства Армении. В качестве неповрежденных зданий принимались здания, построенные в Ереване, а поврежденных - их типовые близнецы в городах Ленинакан и Кировакан. Были использованы результаты измерений японских специалистов, проведенные в феврале 1989 года совместно с сотрудниками АрмНИИСА с нашим участием. В Ереване были измерены периоды двух 5-этажных каменных зданий серии IA-451, четырех 9-этажных зданий серии 111 и двух крупнопанельных зданий серии А1-451КП, в Кировакане четырех каменных (поврежденных), зданий серии 111 (поврежденных) и в Ленинакане одного крупнопанельного (поврежденного) здания. После землетрясения в центральной части Ленинакана не оказалось неполностью разрушенных зданий серий IA-451 и 111 для измерения их периодов.
Периоды всех зданий измерялись как в продольном, так и в поперечном направлениях. Среднее значение периода колебаний (независимо от направления) неповрежденных 5-этажных каменных зданий (в Ереване) оказалось 0.295 сек, поврежденных (в Кировакане) 0.461 сек, неповрежденных 9-этажных серии 111 - 0.578 сек, поврежденных - 0.886 сек, неповрежденных 9-этажных крупнопанельных - 0.382 сек, поврежденных (в Ленинакане) - 0.430 сек. Сводные результаты сравнительного анализа приведены в табл. 3.8 Таким образом, наибольшее увеличение периода свободных колебаний в результате землетрясения имело место для каменных зданий в 1.56 раза, далее для сборных каркасных зданий в 1.53 раза и наименьшее увеличение для крупнопанельных зданий в 1.12 раза. Из этих зданий каменные в результате землетрясения получили повреждения 3-4-й степени (в Кировакане), каркасные - 2-3-й степени (в Кировакане), а крупнопанельные - 1-2-й степени (в Ленинакане) по шкале повреждений норм сейсмостойкого строительства Республики Армения.
После Спитакского землетрясения было много споров и о его изосейстах. Было составлено много вариантов изосейст. Они сильно отличались в основном относительно территории города Ленинакана. He останавливаясь подробно на вариантах изосейст, учитывая, что их составление всегда носит сугубо индивидуальный и субъективный характер, на рис. 3.39 показана одна из схем изосейст, составленная группой советских и иностранных специалистов непосредственно в первые дни после землетрясения, которая более или менее соответствует реальному распределению повреждений.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

Первое заключение об интенсивности Спитакского землетрясения и причинах массовых разрушений было составлено уже 15 декабря 1988 г. группой ученых бывшего СССР в составе Т.Р. Рашидова, Б.К. Карапетяна, М.У. Ашимбаева, Н.Н. Бургмана, Б.Е. Денисова, Т.Ж. Жунусова, А.А. Иманходшасва, Л.С. Килимника, В.А. Ржевского, А.О. Саакяна, Р.О. Саакяиа, Э.Е. Хачияна, Г.Х. Хожметова, С.Г. Шагиняна, согласно которому интенсивность землетрясения в эпицентральной зоне была не менее 10 баллов, а в Ленинакане не менее 9 баллов.
Социально-экономические последствия землетрясения

От землетрясения пострадало более 40% территории PA, где проживало более одного миллиона людей. Жертвой землетрясения стали более 25 тысяч людей, 19 тысяч были ранены и более чем 500 тысяч остались без крова. Самое печальное, что погибло много детей. Из-под завалов извлечено 39755 пострадавших, спасена жизнь почти 16000 человек, госпитализировано 12495 пострадавших. Из зоны бедствия было эвакуировано 119474 детей, женщин и стариков, часть которых была вывезена за пределы Армении. Полностью и частично были разрушены 21 город и райцентры, 324 села. Полностью был разрушен город Спитак и прилегающие к нему села. Более 20% жилищного фонда вышло из строя или получило тяжелые повреждения.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года

Подверглись сильным повреждениям более 2 тысяч школ, детских садов, объекты медицинского и бытового обслуживания, культуры и торговли. Общая картина ущерба, причиненная землетрясениям, приведена в табл. 3.9. От землетрясения в целом пострадало 9 млн.квадратных метров жилплощади, из коих 4.7 млн. квадратных метров или полностью вышли из строя, или подлежали сносу из-за сильных повреждений (аварийность). Полностью или частично разрушено 230 промышленных, 80 перерабатывающих объектов и 300 коллективных сельских хозяйств, 224 животноведческие фермы. Вышли из строя или были разрушены объекты сети водо-, тепло- и газоснабжения, линии электропередач, более 600км автодорог, 10км железнодорожных путей, 13 узлов связи. Общая сумма ущерба от землетрясения составила более чем 13 миллиардов рублей по валюте бывшего СССР 1988 года. После землетрясения было много разговоров (они продолжаются и по сей день) о сравнительно большом числе человеческих жертв и объеме материального ущерба по сравнению с другими землетрясениями той же силы. Мы уже отметили, что в этом деле существенную роль играли низкий нормативный уровень сейсмической опасности и недостаточный запас несущей способности, принятой при проектировании объектов на всей территории зоны бедствия, неудовлетворительное конструктивное решение зданий и качество строительства, неблагоприятное сочетание динамических. характеристик грунтов и зданий, приводящих к резонансным явлениям, и, наконец, отсутствие эффективных спасательных служб и медицинской помощи в первые часы землетрясения. Немалую роль играло и время землетрясения. В зоне бедствия были разрушены и пришли в аварийное состояние общеобразовательные школы на 210 тыс. уч.мест. В момент землетрясения в 11 часов 41 мин. местного времени все ученики находились непосредственно на классных занятиях. Случилась бы беда на несколько минут позже, во время перемены, жертв среди учеников было бы значительно меньше. Ho нам кажется, что в этих сравнительных оценках с другими землетрясениями кроется еще одно существенное упущение. Ведь, как было сказано, 7 декабря 1988 года на территории Армении произошло не одно, а два землетрясения с магнитудами М=6.8 и М=6.25, с худшим, с точки зрения безопасности людей, промежутком времени между нами — всего 4 мин и 21 сек. Если бы в этот день произошло только второе землетрясение с магнитудой М=6.25, то еще неизвестно сколько было бы число жертв (см. также 3.3.2). В частности, при землетрясении в Баме (Иран) 26.12.2003 года с такой же магнитудой 6.3 погибло более 50000 человек. Поэтому при таких формальных сравнениях число жертв и объем ущерба в случае Спитакского землетрясения минимум надо разделить пополам.
Столь катастрофическое стихийное бедствие оказало сильное отрицательное воздействия на рождаемость и перепроизводство населения, на демографическое положение страны и на нервно-психическое состояние людей. Армяне, известные своим трудолюбием и энергичностью, в дни землетрясения оказались беспомощными и не в силах даже восстановить свой собственный дом. Пострадавшим необходимо было не только экстренная медицинская помощь (хирургическое вмешательство и переливание крови), но и психологическая помощь. Особенно это касалось детей и людей, потерявших родных и близких. Рассказывали, что у одной девочки по имени Гаяне, выжившей после недельного пребывания под обломками, было шоковое состояние и исчезли все человеческие реакции. Ho достаточно было непродолжительное общение с московскими психологами Ф. Коньковым и В. Конющкиным, как она заговорила в первый же день.
И еще об одной экстремально-психологической ситуации, имевшей место в Армении в тяжелые декабрьские дни 1988 года. По распоряжению прокурора по надзору за соблюдению законов в исправительно-трудовых учреждениях Степана Мнацаканяна осужденным, отбывающим наказание в ИТУ и имеющим родных и близких в зоне землетрясения, с 8 декабря, с целью предотвращения их самовольного ухода, были предоставлены краткосрочные отпуска (до 7 дней) для поиска родных и близких по месту проживания. После истечения срока отпуска из 288 осужденных не вернулись только двое, причем один осужденный нашел и сдал государству сейф с 40 тысячами рублей. Ни один осужденный не был уличен в мародерстве или ином криминале,
Спитакское землетрясение одновременно выявило недопустимый низкий уровень подготовленности органов государственного управления Армянской CCP и населения в целом к чрезвычайным условиям, вызываемым стихийными бедствиями.
Международная солидарность и неотложная помощь зоне бедствия

Спитакское землетрясение и его тяжелые последствия вызывали огромный международный отклик во всем мире. Это были времена конца “холодной войны” и начала демократических преобразований во всей политической и общественной жизни СССР. Армения была в первых рядах этих процессов своими многотысячными мирными митингами и демонстрациями, направленнымн на справедливое разрешение Карабахского вопроса. Землетрясение стало причиной своеобразной беспрецендентной солидарности с Арменией, которая спонтанно возникла во всем мире.
Co всех концов СССР и всего мира руку помощи армянскому народу протянули тысячи людей, спасатели, врачи, научные работники, парламентарии, министры и главы правительств, работники искусства и культуры, студенты и школьники. Армения в качестве помощи в большом количестве получала кровь для переливания, продукты питания, одежду, лекарства и медицинское оборудование, средства связи, палатки и домики, домостроительные комбинаты и технологическое оборудование. Координацию работ по оказанию помощи возглавлял председатель правительства СССР Н.И. Рыжков, внесший огромный вклад в оказание помощи населению в первые часы и дни после землетрясения. В первые минуты и часы после трагедии с продуктами питания и одеждой на помощь спешили представители соседней Грузии. В спасательных работах принимали активное участие представители Франции, Греции, США, Англии, Канады, Австрии, Италии, Алжира, Польши и других стран. Их самоотверженным трудом были спасены жизни тысяч людей. Грандиозную работу по доставке помощи совершили сотни летчиков из разных стран, совершив более 900 авиарейсов. Беспрецендентным по своим масштабам была медицинская помощь, В зону бедствия прибыли 417 врачей из П зарубежных стран. Грузия направила в зону бедствия 25 машин «Скорой помощи» с бригадами врачей. В течение суток работали более 6000 врачей, для госпитализации было развернуто около 10 тыс. коек. В оказания неотложной медицинской помощи пострадавшим самоотверженную работу провели Е.И. Чазов, П.И. Черняев, Л. Рошаль (Россия), О. Гудушаури (Грузия), К.Н. Козбе и И.В. Тофану (Молдавия), Нгуен Хан Цзы (Вьетнам), Мики Винер (Израиль) и др. Из зоны бедствия 40 тыс. человек были эвакуированы в Грузию, Крым, Ставропольские и Кубанские края. Сотни детей и раненые получили медицинскую помощь в больницах США. Италии, Франции, Германии и других стран. Материальная помощь зарубежных стран составила 500 млн. долларов, финансовая помощь - 80 млн долларов. Помощь армянской диаспоры — 50 млн долларов. Общая сумма помощи от республик бывшего СССР составила 1.4 миллиарда рублей. Из Лондона было перечислено 5 миллионов фунтов стерлингов, Арманд Хамер лично привез в Ереван чек на миллион долларов, медикаменты, оборудование, аппарат “искусственная почка”. В Армению приехали сын и внук Джоржа Буша старшего, президента США, передав Армении тонны грузов - медицинское оборудование, лекарства, игрушки. Семья Бурды выделила 1 миллион марок ФРГ. Руководитель японской миссии сейсмологов и инженеров, приехавших в зону бедствия, С. Суехиро подарил АрмНИИ сейсмостойкого строительства измерительновычислительный комплекс OMNILIGHT-8M, для измерения микроколебаний фунтов, показанных на рис.2.10. 10 декабря 1988 года был объявлен Днем траура. Армянский народ благодарен и признателен всем, кто в трагические часы пришел на помощь. Он высоко оценивает гуманизм и отвагу спасателей и врачей, летчиков, рабочих и солдат, щедрую материальную, финансовую и техническую помощь правительств, фирм, организаций и отдельных граждан. В знак признательности 2256 представителей различных стран мира и организаций были награждены памятными медалями и грамотами правительства Республики Армения. Ряд новых школ были названы именами знаменитых писателей и деятелей культуры помогающих стран. В местах падения двух самолетов, доставляющих помощь в зону бедствия (югославский АН-12 и советский ИЛ-75), в знак благодарности и увековечения памяти погибших летчиков и военнослужащих сооружены мемориальные памятники.
В деле помощи Армении своей государственной деятельностью и собственными пожертвованиями способствовали Дж. Буш, Р. Рейган, Дж. Бекер, Р. Доул, В. Оуене, Л. Преслер, П. Саймон, Дж. Докмеджян, A. Хамер, Д. Петерсон, Д. Кео (США), М. Тетчер (Англия), Г. Коль (Германия), Ф. Митеран, П. Жокс, Ж. Ширак, М. Дераж, Ш. Азнаеур (Франция), P. Xoyк (Арвтралия), Э. Бернабелли (Италия), Ж. Сарней (Бразилия), Ф. Закария (Дания), Д. Гелерман (Израиль), мать Тереза (Индия), А. Хашеми-Рафсанджани (Иран) и многие другие. Президент Кипра Г. Василиу сдал свою кровь в помощь жертвам землетрясений. Премьер-министр Великобритании М. Тетчер специально прилетела в Ленинакан, чтобы лично присутствовать на церемонии открытия “английской” школы на 400 уч.мест, построенной британским правительством.
Во многих странах мира для помощи Армении были организованы десятки благотворительных концертов, музыкальных фестивалей, футбольных и хоккейных матчей с участием знаменитых артистов и спортсменов. Все “звезды” французской эстрады принимали участие в записи песни Ш. Азнаеура “Тебе, Армения”. Большой благотворительный концерт “Детям Армении” состоялся в Нью-Йорке в знаменитом Карнеги-холле с участием П. Доминго, М. Рострапоеича, Е. Образцовой, С. Рейми, B. Виардо, Ф. Фон-Штада, П. Бурчуладзе, А. Мило, Р. Репина. По сообщениям информагенств, в декабрьские дни 1988г., накануне Рождества, на улице далекого Сиднея прохожие могли видеть хрупкую обаятельную девчушку лет семи, она играла на скрипке народные мелодии. Майорет Джамирзе, так звали девушку, нарисовала плакат с улыбающимся солнышком и написала: “Желаю вам радостного Рождества и наилучшие пожелания в Новом году. Пожалуйста, жертвуйте пострадавшим от землетрясения в Армении. Бог воздаст вам за это”. Стараниями девушки Майореты и ее семьи было прислано 1500 долларов в фонд помощи Армении. О большой помощи, оказанной международным сообществом армянскому народу в ликвидации последствий разрушительного землетрясения, о подвигах проявленных при этом тысячами врачей, спасателей, летчиков, машинистов и водителей, строителей и рабочих было издано много книг и статей. Тяжело переживал трагедию Армении знаменитый английский писатель Грем Грин: “Я поражен солидарностью людей. Армения стала нашей общей бедой, пепел ее руин стучит в моем сердце... Катастрофа, которая произошла в этой маленькой республике, словно пробудила лучшие человеческие чувства. И теперь мне кажется, что мир изменился, стал лучше. Люди больше думают о себе подобных, сопереживают и, я надеюсь, что такое ощущение общей причастности сохранится, не исчезнет, выкристаллизуется в нечто постоянное”.
На этой позитивной ноте позволим себе завершить изложение анализа особенностей Спитакского землетрясения 7 декабря 1988 года и его последствий.