Почему при землетрясении одни здания рушатся, а другие выстаивают

Землетрясения в Венесуэле в июне 2026 года привлекли внимание к вопросу: почему одни здания обрушиваются, а расположенные рядом нет. Специалисты Норвежского геотехнического института NGI выяснили, что ответ часто скрыт не в самом здании, а в грунте под ним, сообщает Zakon.kz.

Оба эпицентра подземных толчков располагались западнее Каракаса, но разрушения в северной части страны оказались крайне неравномерными. В районах Каракаса, сложенных мощной толщей осадочных пород, пострадали отдельные высотные здания, тогда как другие сооружения поблизости сохранились. Инженер Брайан Карлтон и специалист по геоопасностям Йорген Юханссон подчеркивают: они объясняют общие процессы, а не устанавливают причины разрушения конкретных домов – для этого нужны обследования площадок, фундаментов и конструкций.

По словам Юханссона, большая часть ущерба при землетрясениях связана с деятельностью человека: методы сейсмостойкого проектирования известны давно, но не все здания строились по современным требованиям. Особенно уязвимы старые дома, возведенные до введения актуальных норм или без должного контроля за их соблюдением, пишет "Моя планета".

Появление сейсмических правил во многих странах было реакцией на катастрофы. Первые в мире предписания для строительства в сейсмоопасных районах Италия ввела после Мессинского землетрясения 1908 года, а Япония приняла первый общенациональный сейсмический кодекс в 1924 году – после Великого землетрясения Канто.

Один из важнейших механизмов повреждений – резонанс. Каракас расположен в глубокой впадине, заполненной мягкими осадочными породами. Когда сейсмические волны переходят из твердой скальной породы в такой грунт, колебания могут многократно усилиться.

И у грунта, и у здания есть собственный период колебаний – характерный ритм, с которым они раскачиваются. У высотного сооружения он обычно длиннее, чем у невысокого. Если период грунта совпадает с периодом здания, колебания усиливают друг друга – как раскачивание качелей: толчки в правильном ритме увеличивают амплитуду, а случайные почти не дают эффекта.

Поэтому повреждения нередко концентрируются в районах с самыми мягкими и глубокими грунтами: они могут медленно колебаться в ритме, близком к собственному ритму высоток. Низкие дома или здания на более плотном основании тот же толчок иногда переносят гораздо лучше. Подобный эффект уже наблюдался в Каракасе после землетрясения 1967 года и в Мехико в 1985 году.

Защита от резонанса – инженерные изыскания до строительства. Они позволяют определить мощность грунтовых слоев и их период колебаний, после чего проектировщики могут изменить динамические свойства здания, усилить основание или сделать его более жестким. Если избежать совпадения периодов невозможно, конструкцию рассчитывают на повышенные нагрузки. Такие требования закреплены в строительных стандартах разных стран.

Второй опасный процесс – разжижение грунта. Оно возникает в рыхлых песчаных слоях, насыщенных водой. При сильной вибрации давление воды между песчинками возрастает, и грунт почти теряет несущую способность, начиная вести себя как плотная жидкость. Здания могут проседать, наклоняться или разрушаться. На склонах и у берегов разжиженный слой способен смещаться в сторону, разрывая фундаменты и коммуникации; люки колодцев иногда выдавливает на поверхность.

Третья угроза – если разлом выходит непосредственно на поверхность и смещает землю на несколько метров. Обычное строение почти не может пережить такую деформацию. Но инженеры ищут решения: например, стадион California Memorial Stadium в Беркли, построенный прямо над известным разломом, при реконструкции разделили на части, способные смещаться относительно друг друга без разрушения всей конструкции.

Технологии и нормы

Современные технологии позволяют строить здания, выдерживающие чрезвычайно сильные землетрясения. В Токио, например, во время землетрясения магнитудой 9,0 в 2011 году многие небоскребы получили минимальные повреждения. Их долго раскачивало из-за близости частоты сейсмических волн к частотам собственных колебаний высоток, но они были рассчитаны на такое воздействие.

Когда строения все же рушатся, причина нередко не в неизвестных силах природы, а в нарушении известных правил. Почти в каждой стране есть приемлемые строительные нормы, но они могут не соблюдаться при проектировании или строительстве. На это влияют стоимость работ, недостаточный надзор и возраст зданий. Установить, имели ли эти факторы значение в Каракасе, можно только после детального расследования.

Магнитуда – не главное

Магнитуда сама по себе не описывает риск для конкретного дома. На реальную нагрузку влияют расстояние до очага, глубина землетрясения, геология местности и характеристики здания.

Неглубокое землетрясение прямо под городом способно вызвать более сильное сотрясение, чем более глубокий толчок той же магнитуды.

Ранее директор филиала "Союза строителей Казахстана" по Алматы, почетный строитель Казахстана Тимур Нуртаев, отвечая на беспокойство о наличии тектонических разломов, заявил, что в городе можно везде. Нужно правильно запроектировать фундаменты, правильно проектировать каркас здания, чтобы он выдержал сейсмическую нагрузку.