Пьер Руссо - Землетрясения

Что же, это не так уж мало, и думается, что читатель согласится с нами, вспомнив первые главы книги. Он ведь уже знает, что при почти равной магнитуде последствия землетрясений бывают далеко не одинаковые. Вспомним, что в Сан-Франциско было только 700 убитых, а материальный ущерб оказался совсем ничтожным, тогда как в Мессине и в Японии число человеческих жертв превысило 100 тысяч и почти все строения оказались разрушенными. Задуматься над причиной подобных контрастов полезно, но нужно поставить перед собой более практическую задачу: как свести последствия землетрясений до того уровня, какой мы наблюдали в Калифорнии?

Короче, теперь мы хотим выяснить, почему же при одном землетрясении больше жертв, чем при другом, почему сооружения в одном случае пострадали сильнее, чем в другом. Итальянские власти после землетрясений 1783 и 1908 годов пытались дать населению сейсмических районов советы, как спастись самим и как уберечь сооружения. Мы последуем их примеру. Скажем сразу же, что число человеческих жертв во многих случаях зависит от прочности строений и что чаще всего смерть несут обломки зданий и пожары, особенно когда пожарные команды бессильны что-либо предпринять, ибо нечем наполнить шланги.

Один ответ на вопросы, которые мы ставим в этой главе, уже напрашивается: если исключить пожар, то свыше 90 процентов человеческих жертв и больше 50 процентов материального ущерба причиняются разрушением строений из-за недостаточной их прочности. Чем же объясняется хрупкость строений? Да тем, что они часто сооружаются из материала низкого качества и без учета требований сейсмостойкости.

Вспомним о широком разнообразии используемых строительных материалов или о хижинах отставших в своем развитии народов и даже о традиционных японских домиках из бамбука и бумаги. Такие домики не рушатся при землетрясениях, а просто распадаются. Опасность возникала, только если хозяин имел неосторожность покрыть свой домик тяжелой крышей: ее обвала приходилось бояться.

Далее вспомним суррогаты камня, которые так широко применяются при строительстве, например совсем необожженный или обожженный только солнцем кирпич, используемый в Южной Америке и даже на юго-западе США; глинобитные хижины Ближнего Востока. А сколько еще других не подходящих для строительства материалов! Лед в Гренландии, ил на Тайване, лёсс в Китае. При первом подземном толчке все это рушится или оседает, погребая людей.

В памяти возникают и массивные сооружения античного мира — храмы, дворцы. Их строили из тяжелых каменных глыб, и они обязаны своей прочностью не столько скрепляющему известковому раствору, сколько самой тяжести материала. Масса позволяет таким строениям выдержать колебания небольшой амплитуды, но берегитесь трещин в стене и молниеносного обвала при сильном толчке!

Впрочем, оставим эти уходящие в прошлое способы строительства и ограничимся поведением при землетрясении современных зданий. Здесь немало примеров дают нам катастрофы в Сан-Франциско, Мессине и Японии. Строения там сооружались из камня, скрепленного известковым раствором, но мы уже говорили, что причиной чудовищных разрушений было низкое качество работ и плохие строительные материалы. Добавим к этому и мертвую хватку традиций: жители некоторых областей Италии даже в 1930 году строили новые дома по способу, который Малле считал преступным еще в 1857 году. Рихтер пишет: «В Калифорнии часто использовали настолько слабый раствор, что после нескольких разрушительных землетрясений оказалось выгодным собирать кирпичи разрушенных зданий, смывать с них остатки старого раствора и вновь продавать» [67] Ч. Ф. Рихтер, Элементарная сейсмология, ИЛ, М., 1963, стр. 93. .

Разумеется, размеры ущерба зависят главным образом от интенсивности сотрясений, а последняя в свою очередь от строения поверхности. Строить жилища близко от разлома — это поистине искушать судьбу! Нет сомнения, что рантье, которому пришло бы в голову построить взлелеянную в мечтах виллу на краю разлома Сан-Андреас, недолго наслаждался бы ею. И вряд ли нашлась бы компания, которая согласилась бы ее застраховать.

Земля не везде одинаково прочна, даже если в ней нет трещин. Ее прочность зависит от слагающих пород. Если рельеф сложен компактными и стойкими породами, например гранитами, то поверхность вибрирует, подвижки происходят целыми глыбами, которые не деформируются… Чтобы построенные на таком грунте дома сразу же обрушились, нужен внезапный и достаточно интенсивный толчок. Наоборот, на рыхлом грунте, скажем на песчаном или глинистом, сопротивляемость толчкам не везде одинакова, и, следовательно, деформация тоже оказывается неодинаковой в разных местах. Достаточно небольшого толчка, чтобы разрушить дома, построенные на таком грунте: они деформируются неравномерно и испытывают воздействие сил, нажимающих на них в разных направлениях. Положение становится особенно угрожающим на стыке жестких пород с наносами: даже слабого толчка достаточно, чтобы все превратить в развалины.

Как будто единственная возможность избежать разрушения зданий, воздвигнутых в таких местах или на любом другом рыхлом грунте, — это строить жилища легкими и эластичными, чтобы они плотно примыкали к грунту и могли приспособиться к его деформациям. Именно так уже издавна строят в Японии. Вспомним описания старого Токио с его жилищами из раскрашенной бумаги, которые послушно изгибались при землетрясении, а затем так же легко принимали первоначальную форму. Тростник победил дуб и на этот раз!

Потребовалось землетрясение 1923 года, чтобы обнаружить, что тростник подвел.

Уже землетрясение 1906 года в Сан-Франциско заставило призадуматься инженеров и архитекторов. Оно показало, что обычные каменные строения разрушались, причиняя гибель, деревянные домишки тоже разваливались, правда не нанося такого вреда, и только высокие здания с металлическим каркасом победоносно выдержали натиск. События 1923 года в Токио и Иокогаме подтвердили превосходство массивных строений над легкими. После катастрофы тяжелые монолиты из бетона, непоколебимые и невоспламеняющиеся, возвышались среди развалин, красноречиво доказывая, что подземные толчки не имеют над ними власти.

После этого строители впервые призадумались, не пора ли заняться исследованием проблем сейсмостойкости архитектурных сооружений не эмпирически, а теоретически. Первый сигнал тревоги дал американский инженер Фримен, о котором мы уже упоминали.