RU1787276C - Способ сейсмического микрорайонировани - Google Patents

Abstract

Использование: инженерна  сейсмологи , оценка сейсмических свойств грунтов, слагающих площадку строительства. Сущность изобретени : способ сейсмического микрорайонировани  заключаетс  в возбуждении сейсмических колебаний грунтов источником, регистрации их сейсмопрйём- никами, расположенными на участках с различными инженерно-геологическими услови ми, определ ющих значени  скоростей поперечных волн и частот их колебаний . Источник обеспечивает напр жени  в грунте не менее 5 кг/см2 с видимой частотой колебаний не выше 10 Гц,  вл ющейс  величиной , обратной средневзвешенному периоду . 1 ил.. :

Description

Изобретение относитс  к инженерной сейсмологии, точнее к способам оценки возможных сотр сений с учетом свойств грунтов , слагающих площадку строительства. Известен способ сейсмического микрорайонировани , основанный на учете сейсмической жесткости грунтов и уровн  грунтовых вод 1. Способ позвол ет получать приращени  балльности дл  грунтов с различными физико-механическими свойствами и степенью обводненности. К его недостаткам следует отнести недостаточность физического обосновани  в форме коррел ционных соотношений между физико-механическими характеристиками грунта и сейсмическим эффектом землетр сений и взрывов на нем, а также недостаточный учёт степени обводненности грунтов, что про вл етс  в необходимости применени  специальных поправок. учитывающих

обводненность грунтов и завис щих от свойств грунта. . ..

Наиболее близкой к предлагаемому  вл етс  способ сейсмического микрорайонировани , : основанный на использовании эмпирического соотношени  дл  приращени  балльности;.-

.8lgVs3 f

V9U -ftu

где Vs - скорости поперечных волн,

fs- преобладающие частоты колебаний. Здесь индексы э и и соответственно относ тс  к эталонному И исследованному грунтам. Особенностью способа, отличающего его от,  вл етс  автоматический, учет обводненйости грунтов.

К недостаткам способа следует отнести то, что он рассчитан в предположени х лиvj СО

И

VJ

О

СО

нейной упругости грунтов, в то врем  как при сильных сейсмических воздействи х в поведении грунта отчетливо про вл ютс  нелинейные процессы.

Следствием нелинейной упругости ре- альных грунтов  вл етс  зависимость структуры волнового пол , возбуждаемого сейсмическим источником от мощности источника . В случае действи  импульсного источника это про вл етс  в зависимости частот fS3 и fsK от амплитуды силы. Как следствие этого, приращение балльности дл  сильного воздействи  на грунте, обладающем сильно выраженной нелинейной упругостью , оказываетс  больше, чем дл  слабого воздействи , так как преобладающие частоты поперечной волны при сильном воздействии ниже, чем при слабом воздействии.

Цель изобретени  - повышение надеж- ности и точности за счет более полного учета нелинейных свойств грунтов.

Дл  этого по способу сейсмического микрорайонировани , заключающемус  в возбуждении сейсмических колебаний ис- точником, регистрации их сейсмоприемни- ками, расположенными с различными инженерно-геологическими услови ми, определении скорости поперечных сейсмиче- ских волн и периодов их колебаний и оценке на основе этих характеристик приращени  сейсмической интенсивности, сейсмические колебани  возбуждают с использованием мощного импульсного источника, обеспечивающего напр жени  в грунте не менее 1 кг/см ..,

Способ основан на контроле изменени  спектрального состава колебаний в зависимости от интенсивности воздействи , при этом поведение грунтов наиболее прибли- жено к реальным услови м сильного сейсмического воздействи  при напр жени х не менее 5 кг/см .

При этом вследствие., возникновени  больших деформаций вблизи|сёйсмическо г6 источника в грунте возникают отчетливые нелинейные эффекты, про вл ющиес  в виде расширени  спектра излучаемой поперечной волны преимущественно в низкочастотную область.

На чертеже приведены типичные спектральные кривые в зависимости от интенсивности воздействи . Источник импульсного типа СИ-32 с регулировкой силы воздейст- ви .

Как видно из графиков, увеличение силы воздействи  ведет к преимущественному росту энергии импульса на низких частотах и, следовательно, к смещению преобладающей частоты колебаний в сторону

низких частот. Эта закономерность четко выражена на рыхлых грунтах при увеличении силы до 5 кг/см2, на скальных грунтах изменение формы спектра при изменении силы воздействи  выражено слабо. Причина в том, что рыхлые грунты обладают более сильными нелинейными свойствами, поэтому они должны испытыватьс  нагрузками, соответствующими интенсивным сейсмическим колебани м, которые могут возникнуть при сильном землетр сении.

Способ выполн етс  в следующей последовательности операций.

На площадке сейсмического микрорайонировани  известным способом производ тс инженерно-геологические исследовани , на основании чего выдел ютс  участки с различными инженерно-геологическими услови ми. После этого в пунктах регистрации в пределах каждого из выделенных участков располагаютс  идентичные сейсмические каналы, включающие сейсмоприемники и регистратор. Далее на фиксированном рассто нии от каждого из пунктов регистрации располагаетс  сейсмический источник и производ тс  стандартные воздействи  разной силы. При этом необходимо, чтобы при слабом воздействии . источник развивал вблизи себ  напр жени  в грунте не более 0,1 кг/см2, а при сильном воздействии - не менее.5 кг/см в диапазоне частот в полосе от 3 до 30 Гц. В послед .нем случае искусственное сейсмическое воздействие будет наиболее близко имитировать , воздействие от достаточно интенсивных землетр сений. Известным способом производитс  регистраци  колебаний . При обработке определ ютс  скорости поперечных волн и видимые частоты их колебаний. При этом в качестве величины, представл ющей частоты, используетс  величина , обратна  средневзвешенному периоду , т.е. fc8 1 /Тсв ,гдеТсв АГП/ / X Ai: AI.TI соответственно амплитуда и период 1-го участка спектра в полосе частот отЗ до 30 Гц. Экспериментальные исследовани  показали, что величина ТСв более устойчиво и надежно описывает особенности сейсмических свойств исследуемых грунтов .

Далее по известной формуле (1) определ ютс  приращени  балльности на каждом из участков исследований: А 1| дл  слабого воздействи  и A h дл  сильного воздействи . Приращение балльности A J2 учитывает про вление нелинейных эффектов.и  вл етс  более точным, чем приращение балльности A h, получаемое при использовании маломощных источников.

О 20 40 60 частота,Гц

О 20 40 60 частота, Гц