Журнал «Вокруг Света» №02 за 1975 год
Шрифт:
Однако 13 апреля в 15 часов 8 минут, когда Американское сейсмологическое общество собралось на новое заседание, раздался оглушительный подземный толчок. Правда, не такой сильный, как год назад, но зато какова точность! Как говорится, комментарии излишни...
Это, правда, не значит, что прогноз землетрясений всегда бывает неудачным. Бывают и удачные. Так удалось предсказать повторные толчки после землетрясения 1966 года в Ташкенте, сотрясение земли на Дальнем Востоке — это только по Советскому Союзу. Аналогичные успехи есть и за границей. Но успехи пока нигде не стали правилом.
Между тем сейсмически опасные зоны охватывают огромные густо
В 1906 году Сан-Франциско пострадал от сильнейшего землетрясения. А вскоре после этого через пролив Золотые Ворота начали возводить самый длинный в мире мост. Фирмы, осуществлявшие строительство, вовсе не действовали «рассудку вопреки, наперекор стихиям»: они застраховали свое гигантское детище, и за бесчинство стихий теперь отвечала страховая компания. Вот эта компания как раз и решила приостановить стройку вплоть до выяснения степени риска.
Для беспокойства имелись веские основания, так как вход в бухту у Сан-Франциско пересекает в недрах земли гигантская, закрытая, но активная трещина — разлом Сан-Андреас. В 1857 году Сан-Андреас разрушил форт вблизи Лос-Анджелеса, в 1906 году сместил участок границы между США и Мексикой. Заметим, кстати, что Сан-Андреас не утихомирился и до сих пор; по данным топографической съемки, он расширяется примерно со скоростью пять сантиметров в год. Более того, согласно некоторым прогнозам Калифорния вообще может отколоться от материка.
Мост через залив тем не менее был построен, да и не только мост, Калифорния сейчас, как известно, один из самых населенных и богатых штатов Америки. Ну а прогноз сейсмологов... Строить возле «живых трещин» опасно, это ясно всем. Но даже известный американский сейсмолог Байерли, не раз утверждавший это, построил свой дом как раз в зоне разлома. Ведь сейсмологи и по сей день находятся в положении воображаемого диспетчера, который знает, что поезд придет, но не знает когда — завтра или через тысячелетие.
И понятно почему рекомендации сейсмологов до сих пор не всегда однозначны. Им приходится изучать землетрясения по тем разрушениям и сдвигам, которые они производят. А это так же непросто, как судить по обломкам о причинах аварии неизвестного инопланетного корабля. Удивляться приходится не тому, что их рекомендации неполны и неточны, а тому, что ими все же можно руководствоваться при строительстве, можно определить заранее, какой силы толчки будут здесь и какой там.
Но строителям этого, естественно, недостаточно.
Колонны и трубы, падая в одну сторону, подсказывают, с какой стороны налетела подземная буря; памятники, сброшенные со своих мест, позволяют судить о силе волны. Однако здесь все не так просто. До сих пор считается, что от подземного толчка груз может быть подброшен или перемещен в сторону. Но вращаться? С чего? И, словно насмехаясь над здравым смыслом, памятники нет-нет да и закружатся в вальсе. В последний раз это произошло на кладбище в Ташкенте в 1966 году. Повернулась даже верхняя часть минарета. Вот и делай здесь однозначные выводы!
А в 1952 году во время землетрясения в Калифорнии пропал... рельс. То есть не просто исчез, а изогнулся и спрятался под массивной стеной туннеля. Как это произошло, до сих пор непонятно. Чтобы как-то объяснить столь странное явление, сейсмики
предположили, что стена подпрыгнула, а рельс в это мгновение влез под нее...А что прикажете делать в этой ситуации строителям? Если бы инженеры ждали, пока о характере землетрясений станет известно все, им бы не удалось рассчитать ни одного сооружения в сейсмически опасных районах.
Еще в начале века профессор Ф. Омори предложил всю проблему упростить. Он рассудил так: какие колебания чаще — те, что сотрясают землю прямо под сооружением, или те, что приходят издалека? Природа не выбирает целей, значит, обычнее вторые. Выходит, чаще всего на сооружение наваливаются горизонтальные, самые опасные нагрузки: они пытаются свалить и здания, и мосты, и трубы (вертикальные же способны только ненадолго как бы понизить их вес).
Так родилась самая первая, японская, теория расчета конструкций, которая исходила из того, что к основанию сооружения прикладываются горизонтальные силы. Это было большим достижением науки, наконец-то сооружения можно было рассчитывать и на случай землетрясения. В Токио, Киото и Иокогаме выросли дома, которые, как сообщала реклама, не боятся подземных толчков. И сразу же эти здания были объявлены строительной классикой, а книги японских сейсмологов стали почитаться как священное писание.
Мой дом — моя крепость
Японский опыт: приземистые, массивные здания на мягких, как матрац, основаниях, зоны безопасности в центре городов, там, где из-зa возможных толчков запрещено строить, — нужно ли копировать его? Не значит ли это просто отступать перед стихией? Все-таки дом крепостью быть не должен.
Чем больше К. С. Завриев знакомился с последствиями, землетрясений, тем меньше верил в абсолютную правоту японских сейсмиков. Нет, их работы очень полезны, но... Только горизонтальные силы, а если толчок придется под самим сооружением?
Японские сейсмики отказывали зданию в праве на сопротивление и оборону. Массивное сооружение всей своей мощью воспринимает удар, гибкое — смягчает его, подобно дереву в бурю... Так перед Завриевым встала задача, с которой он уже встречался в первой своей научной работе: расчет внешних воздействий с учетом гибкости конструкций.
Молодой ученый не надеялся на легкую победу над землетрясением, он был готов к долгим годам исследований. В середине двадцатых годов он создал и возглавил Закавказский институт сооружений.
Перед новым институтом Завриев поставил исключительно трудную задачу. Представим, что земная твердь вдруг превратилась в бурный, бушующий океан. Наши дома, мосты, плотины нужно сделать легкими, прочными и непотопляемыми, как лучшие корабли. Взаимодействие корабля — сооружения и земли — океана: Завриев ограничил проблему только этим. Но в те времена ученые мало что знали и о первом, и о втором.
А тут бывает всякое. К примеру, не раз случалось, что дома по одну сторону улицы сметены подземными толчками, а по другую — стоят целые, как ни в чем не бывало. Выяснилось в конце концов, что причина в подстилающих грунтах. Гравий и песок лучше «принимают» толчок, чем глина, тем более глина, насыщенная водой (вопреки библейской притче не так уж плохо строить на песке). Но самым надежным основанием в пору землетрясений оказывается прочная скала (на такой каменной горе, кстати, расположена ныне тбилисская гостиница «Иверия»). По сути, это островок безопасности в пору подземных бурь: сейсмичность там всего лишь шесть баллов, а на более рыхлых грунтах в том же Тбилиси на 1—2 балла выше.