Inginerie Seismică

1.1. Introducere

În medie peste 10000 de persoane au decedat anual din cauza cutremurelor de pamânt în secolul

20 (Bolt, 2001, vezi Figura 1.1). Chiar daca structurile proiectate si construite conform standardelor

moderne de proiectare antiseismica sunt în general mult mai sigure, eliminând la maxim pierderile

de vieti omenesti, pierderile economice în urma cutremurelor de pamânt sunt în crestere la nivel

mondial. Doua exemple notorii sunt cutremurul din 1994 de la Northridge (SUA), cu pierderi

estimate la 40 miliarde dolari americani, si cel din 1995 de la Kobe (Japonia), soldat cu pierderi de

aproximativ 100 miliarde dolari americani (Scawthorn, 2003).

Figura 1.1. Pierderi de vieti omenesti datorate cutremurelor majore în secolul 20 (Bolt, 2001).

Ingineria seismica este un domeniu al ingineriei care are ca scop reducerea efectelor

cutremurelor de pamânt asupra constructiilor ingineresti. Aceasta cuprinde diverse aspecte, printre

care: (1) studierea acelor aspecte ale seismologiei si geologiei care sunt importante pentru

problema, (2) analiza raspunsului dinamic al structurilor sub actiunea miscarii seismice si (3)

dezvoltarea si aplicarea unor metode de planificare, proiectare si executie a constructiilor

rezistente la efectul cutremurelor de pamânt. Ingineria seismica se întrepatrunde cu geostiintele pe

de o parte, si cu stiintele sociale, arhitectura si autoritatile pe de alta parte.

Seismologia este o ramura a geostiintelor care studiaza vibratiile create de surse naturale precum

cutremurele de pamânt si eruptiile vulcanice, precum si sursele artificiale precum exploziile

subterane. Seismologia inginereasca are ca obiectiv explicarea si prezicerea miscarilor seismice

puternice dintr-un amplasament si studiul caracteristicilor miscarii seismice care sunt importante

pentru raspunsul structurilor ingineresti.

Pionerul cercetarilor moderne de seismologie a fost inginerul irlandez Robert Mallet, care a

întreprins studii de teren temeinice dupa cutremurul Neapoletan din 1857 (Italia). Acesta a explicat

"masele dislocate de piatra si mortar" folosind termeni si principii ale mecanicii, si a introdus în

acest mod un vocabular de baza, ca de exemplu notiunile de seismologie, hipocentru, isoseismic.

Inginerii constructori sunt interesati de miscarile seismice puternice, care pot produce distrugeri

semnificative asupra constructiilor. Cu toate acestea, primii 60 de ani ai secolului 20 au fost

2

marcati de cercetari seismologice ale undelor seismice de la cutremure îndepartate folosind

seismografe foarte sensibile. Aceste aparate nu erau potrivite pentru cutremure mai rare si mai

puternice, relevante pentru practica inginereasca.

Ulterior, situatia s-a schimbat. Dupa cutremurul San Fernando din 1971 au fost obtinute sute de

înregistrari seismice puternice pentru acest seism de magnitudine 6.5 din SUA. Cercetarile privind

miscarile seismice puternice au început sa avanseze rapid odata cu instalarea în zonele seismice

de pe glob a unor retele dezvoltate de accelerometre digitale si obtinerea de înregistrari seismice

în urma unor cutremure majore.

1.2. Activitatea seismica la nivel mondial

Analiza înregistrarilor seismice de la diferite observatoare seismografice permite determinarea

pozitiei cutremurelor de pamânt. În acest mod, s-a obtinut o imagine de ansamblu a distributiei

seismelor pe pamânt (vezi Figura 1.2). Centuri cu o activitate seismica ridicata delimiteaza zone

continentale si oceanice întinse. În centura circumpacifica de exemplu au loc aproximativ 81% din

cutremurele majore de pe pamânt. Alte 17% din cutremurele majore sunt localizate de-a lungul

centurii Alpide (care se întinde de la oceanul Atlantic pâna la insulele Sumatra din oceanul Pacific

si include muntii Alpi, Carpatii, muntii din Anatolia si Iran, Hindu Kush, Himalaia, si muntii din Asia

de sud-est). În interiorul zonelor continentale si oceanice cutremurele de pamânt sunt mult mai

rare, dar nu lipsesc în totalitate. Alte concentrari de activitati seismice pot fi observate în zonele

oceanice, cum ar fi cele din mijlocul oceanului Atlantic si ale oceanului Indian. Lanturi de munti

submarini se afla în aceste zone, iar eruptiile vulcanice sunt frecvente. Concentrari masive de

cutremure de mare adâncime, de pâna a 680 km, pot fi observate în lanturile de insule din oceanul

Pacific si Caraibele de est