Колебания грунта

Сооружения, находящиеся в сейсмических районах, подвергаются динамическим воздействиям от землетрясений.
Причиной сильных землетрясений, охватывающих большие области, являются тектонические деформации земной коры. Под влиянием физико-химических процессов, происходящих в глубинах Земли, ее кора испытывает непрерывные медленные движения (поднятие и опускание отдельных областей, горообразовательные процессы). Вследствие этого в земной коре развиваются напряжения и накапливается энергия деформации. При определенном критическом уровне напряженно-деформированного состояния в слабом месте земной коры происходит внезапное нарушение сплошности — образуется дислокация того или иного вида (сдвиг, скольжение). При этом мгновенно высвобождается энергия деформации и возникают колебания, распространяющиеся по всем направлениям. Достигнув поверхности Земли, они вызывают землетрясения — колебательные движения поверхностных слоев грунта.
Глубинная область Земли, охваченная дислокацией, является очагом землетрясения, который носит название гипоцентра. Условно принимая гипоцентр за точку и проектируя ее на поверхность Земли, получим пункт наибольшего вертикального сотрясения земной поверхности, который называют эпицентром. По мере удаления в сторону от эпицентра глубинные толчки дают возрастающие горизонтальные составляющие.
Схема распространения волн является только принципиальной схемой, довольно далекой от действительной картины распространения колебательных движений. Однако она дает представление о том, что сооружения во время землетрясения подвергаются горизонтальным и вертикальным толчкам.
Вертикальные ускорения обычно меньше ускорения свободного падения и лишь незначительно изменяют нагрузку на сооружение от собственного веса. Поэтому вертикальные составляющие толчков мало влияют на устойчивость сооружений.
Колебания грунта при землетрясениях носят весьма сложный нерегулярный характер из-за возникновения так называемых вторичных волн, образующихся вследствие отражения и преломления исходных глубинных волн от поверхности Земли и на границах раздела отдельных слоев земной коры.