RU2105996C1 - Method of seismic microzoning - Google Patents

Method of seismic microzoning Download PDF

Info

Publication number
RU2105996C1
RU2105996C1 RU96115084A RU96115084A RU2105996C1 RU 2105996 C1 RU2105996 C1 RU 2105996C1 RU 96115084 A RU96115084 A RU 96115084A RU 96115084 A RU96115084 A RU 96115084A RU 2105996 C1 RU2105996 C1 RU 2105996C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vibrations
spectrum
seismic
seismic vibrations
wavelength
Prior art date
Application number
RU96115084A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96115084A (en
Inventor
Владислав Борисович Заалишвили
Оксана Игоревна Куранова
Алексей Всеволодович Николаев
Original Assignee
Объединенный институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Объединенный институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта РАН filed Critical Объединенный институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта РАН
Priority to RU96115084A priority Critical patent/RU2105996C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2105996C1 publication Critical patent/RU2105996C1/en
Publication of RU96115084A publication Critical patent/RU96115084A/en

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: structural seismology, evaluation of intensity of vibrations with due account of properties of soils making up construction site. SUBSTANCE: seismic vibrations are excited in soil by vibration source, are recorded by geophones located on sections with different engineering-geological conditions and vibration spectrum is plotted. Maximum amplitudes and spectra and weighted mean frequencies of examined and standard soils located at distances smaller or larger than wave length of seismic vibrations are measured, nonlinear-nonelastic increments of vibration force are found from relation ΔI = 3,3lg(Aifсвi)1(Aofсво)2/(Aifсвi)2(Aofсво)1, where (Ai)1 is maximum amplitude of spectrum of vibrations of tested soil located at distance smaller than length of seismic vibrations, m; (Ai)2 is maximum amplitude of spectrum of vibrations of tested soil located at distance larger than wave length of seismic vibrations, m; (Ao)1 is maximum amplitude of spectrum of vibrations of standard soil located at distance larger than wave length of seismic vibrations, m; (Ao)2 is maximum amplitude of spectrum of vibrations of standard soil located at distance larger than wave length of seismic vibrations, m: (fcbi)1 is weighted mean frequency of spectrum of tested soil located at distance smaller than wave length of seismic vibrations, Hz; (fcbi)2 is weighted mean frequency of spectrum of vibrations of tested soil located at distance larger than wave length of seismic vibrations, Hz; (fcbo)1 is weighted mean frequency of spectrum of vibrations of standard soil located at distance smaller than wave length of seismic vibrations, Hz; (fcbo)2 is weighted mean frequency of spectrum of vibrations of standard soil located at distance larger than wave length of seismic vibrations, Hz. Degree of seismic effect is evaluated by values of nonlinear-nonelastic increments of vibration force. EFFECT: improved authenticity of method. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области инженерной сейсмологии, а именно к способам оценки интенсивности сотрясений с учетом свойств грунтов, слагающих площадку строительства. The invention relates to the field of engineering seismology, and in particular to methods for assessing the intensity of tremors taking into account the properties of the soils composing the construction site.

Известен способ сейсмического микрорайонирования, включающий возбуждение сейсмических колебаний невзрывным маломощным импульсным источником, регистрацию их сейсмоприемниками, расположенными на участках с различными инженерно-геологическими условиями, определение значения скоростей поперечных волн, плотностей соответствующих грунтов и оценку на основе этих характеристик приращения балльности [1]
Недостатком способа является низкая надежность.A known method of seismic micro-zoning, including the excitation of seismic vibrations by an non-explosive low-power pulse source, recording them by geophones located in areas with different engineering and geological conditions, determining the values of shear wave velocities, densities of the corresponding soils and evaluating based on these characteristics the increment of points [1]
The disadvantage of this method is the low reliability.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ сейсмического микрорайонирования, включающий возбуждения сейсмических колебаний в грунте вибрационным источником, регистрацию их сейсмоприемниками, расположенными на участках с различными инженерно-геологическими условиями и построение спектров колебаний [2]
Недостатком способа является низкая надежность и точность из-за отсутствия контроля за степенью нелинейности и неупругости грунтов, слагающих исследуемую толщу, что весьма важно для оценки ее физического состояния или сейсмических свойств.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is the method of seismic microzoning, including the excitation of seismic vibrations in the soil by a vibration source, recording them by geophones located in areas with different engineering and geological conditions and the construction of vibration spectra [2]
The disadvantage of this method is the low reliability and accuracy due to the lack of control over the degree of non-linearity and inelasticity of the soils composing the test thickness, which is very important for assessing its physical condition or seismic properties.

Техническая задача изобретения повышение надежности и точности за счет контроля за вкладом в результирующее грунтовое движение явлений нелинейности и неупругости. The technical task of the invention is to increase reliability and accuracy by controlling the contribution of non-linearity and inelasticity to the resulting ground motion.

Для достижения поставленной технической задачи в способе сейсмического микрорайонирования, включающем возбуждение сейсмических колебаний в грунте вибрационным источником, регистрацию их сейсмоприемниками, расположенными на участках с различными инженерно-геологическими условиями и построение спектров колебаний, измеряют максимальные амплитуды спектров колебаний и их средневзвешенные частоты исследуемого и эталонного грунтов, находящихся на расстоянии, меньшем и большем длины волны сейсмических колебаний, определяют нелинейно-упругие приращения балльности из соотношения:

Figure 00000001

где
(Ai)1- максимальная амплитуда спектра колебаний исследуемого грунта, находящегося на расстоянии меньшем длины волны сейсмических колебаний, м;
(Ai)2 максимальная амплитуда спектра колебаний исследуемого грунта, находящегося на расстоянии, большем длины волны сейсмических колебаний, м;
(Ao)1 максимальная амплитуда спектра колебаний эталонного грунта, находящегося на расстоянии меньшем длины волны сейсмических колебаний, м;
(Ao)2 максимальная амплитуда спектра колебаний эталонного грунта, находящегося на расстоянии большем длины волны сейсмических колебаний, м;
(fсвi)1 средневзвешенная частота спектра колебаний исследуемого грунта, находящегося на расстоянии меньшем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
(fсвi)2 средневзвешенная частота спектра колебаний исследуемого грунта, находящегося на расстоянии большем блины волны сейсмических колебаний, Гц;
(fсво)1 средневзвешенная частота спектра колебаний эталонного грунта, находящегося на расстоянии меньшем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
(fсво)2 средневзвешенная частота спектра колебаний эталонного грунта, находящегося на расстоянии большем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
и по значениям нелинейно-неупругих приращений балльности судят о степени сейсмического эффекта.To achieve the technical task in the method of seismic microzoning, including the excitation of seismic vibrations in the soil by a vibration source, recording them by geophones located in areas with different engineering and geological conditions and the construction of vibration spectra, measure the maximum amplitudes of the vibration spectra and their weighted average frequencies of the studied and reference soils located at a distance shorter and longer than the wavelength of seismic vibrations, determine nonlinear other increments of the score from the ratio:
Figure 00000001

Where
(A i ) 1 is the maximum amplitude of the spectrum of the studied soil located at a distance shorter than the wavelength of seismic vibrations, m;
(A i ) 2 the maximum amplitude of the spectrum of oscillations of the investigated soil located at a distance greater than the wavelength of seismic vibrations, m;
(A o ) 1 the maximum amplitude of the spectrum of oscillations of the reference soil located at a distance shorter than the wavelength of seismic vibrations, m;
(A o ) 2 the maximum amplitude of the vibration spectrum of a reference soil located at a distance greater than the wavelength of seismic vibrations, m;
(f svi ) 1 weighted average frequency of the spectrum of oscillations of the investigated soil located at a distance shorter than the wavelength of seismic vibrations, Hz;
(f svi ) 2 weighted average frequency of the spectrum of oscillations of the investigated soil, located at a distance greater than the pancake of the wave of seismic vibrations, Hz;
(f sv ) 1 weighted average frequency of the spectrum of vibrations of a standard soil located at a distance shorter than the wavelength of seismic vibrations, Hz;
(f sv ) 2 weighted average frequency of the spectrum of oscillations of a standard soil located at a distance greater than the wavelength of seismic oscillations, Hz;
and the degree of seismic effect is judged by the values of nonlinearly inelastic increments of the score.

Способ сейсмического микрорайонирования осуществляется следующим образом. The method of seismic microzoning is as follows.

На территории, подлежащей сейсмическому микрорайонированию, производят инженерно-геологические исследования, на основании которых выделяются типичные участки с различными инженерно-геологическими условиями. После этого, в пределах выделенных участков располагают идентичные сейсмические каналы, включающие сейсмоприемники и регистратор. In the territory subject to seismic micro-zoning, geotechnical studies are carried out, on the basis of which typical sites with different engineering and geological conditions are distinguished. After that, identical seismic channels including seismic receivers and a recorder are located within the selected sections.

На фиксированном расстоянии от каждого из пунктов регистрации располагают сейсмический вибрационный источник и производят стандартное воздействие в виде "свип-сигнала", представляющего плавно увеличивающееся колебание источника, созданного в грунте напряжения не менее 5 кг/см2, что позволяет приблизиться к реальным сейсмическим воздействиям.At a fixed distance from each of the registration points, a seismic vibration source is placed and a standard effect is produced in the form of a “sweep signal”, which represents a smoothly increasing oscillation of a source created by a voltage of at least 5 kg / cm 2 in the ground, which allows you to get closer to real seismic effects.

Производят регистрацию колебаний и построение спектров колебаний. Измеряют максимальные амплитуды спектров и их средневзвешенные частоты исследуемого и эталонного грунтов, находящихся на расстоянии, меньшем и большем длины волны сейсмических колебаний. Определяют нелинейно-неупругие приращения балльности из соотношения:

Figure 00000002

где
(Ai)1 максимальная амплитуда спектра колебаний исследуемого грунта, находящегося на расстоянии, меньшем длины волны сейсмических колебаний, м;
(Ai)2 максимальная амплитуда спектра колебаний исследуемого грунта, находящегося на расстоянии, большем длины волны сейсмических колебаний, м;
(Ao)1 максимальная амплитуда спектра колебаний эталонного грунта, находящегося на расстоянии, меньшем длины волны сейсмических колебаний, м;
(Ao)2 максимальная амплитуда спектра колебаний эталонного грунта, находящегося на расстоянии, большем длины волны сейсмических колебаний, м;
(fсвi)1 средневзвешенная частота спектра колебаний исследуемого грунта, находящихся на расстоянии, меньшем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
(fсвi)2 средневзвешенная частота спектра колебаний исследуемого грунта, находящегося на расстоянии, большем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
(fсво)1 средневзвешенная частота спектра колебаний эталонного грунта, находящегося на расстоянии, меньшем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
(fсво)2 средневзвешенная частота спектра колебаний эталонного грунта, находящегося на расстоянии, большем длины волны сейсмических колебаний, Гц.Oscillations are recorded and oscillation spectra are built. The maximum amplitudes of the spectra and their weighted average frequencies of the studied and reference soils at a distance shorter and shorter than the wavelength of seismic vibrations are measured. The nonlinear-inelastic increments of the point are determined from the relation:
Figure 00000002

Where
(A i ) 1 the maximum amplitude of the spectrum of the studied soil, located at a distance less than the wavelength of seismic vibrations, m;
(A i ) 2 the maximum amplitude of the spectrum of oscillations of the investigated soil located at a distance greater than the wavelength of seismic vibrations, m;
(A o ) 1 the maximum amplitude of the spectrum of oscillations of the reference soil located at a distance less than the wavelength of seismic vibrations, m;
(A o ) 2 the maximum amplitude of the vibration spectrum of a reference soil located at a distance greater than the wavelength of seismic vibrations, m;
(f swi ) 1 weighted average frequency of the spectrum of oscillations of the investigated soil located at a distance less than the wavelength of seismic vibrations, Hz;
(f svi ) 2 weighted average frequency of the spectrum of oscillations of the investigated soil located at a distance greater than the wavelength of seismic vibrations, Hz;
(f sv ) 1 weighted average frequency of the spectrum of oscillations of a standard soil located at a distance less than the wavelength of seismic vibrations, Hz;
(f sv ) 2 is the weighted average frequency of the spectrum of oscillations of a reference soil located at a distance greater than the wavelength of seismic vibrations, Hz.

Пример осуществления способа сейсмического микрорайонирования. An example implementation of the method of seismic microzoning.

На территории г. Кутаиси были проведены геолого-геофизические работы по сейсмическому микрорайонированию. В качестве источника сейсмических колебаний использовался вибрационный источник СВ-10/100 с рабочей полосой частот 4-100 Гц. При этом в окрестности источника напряжения в грунте, обусловленные упругой волной превышают 5 кг/см2. Упрощенной обработкой сейсмограмм "свип-сигналов" рассчитывались виброспектры колебаний, пики и средневзвешенные частоты спектров колебаний грунтов. Время воздействия составляло t 12 с, "свип-сигнал" в пределах частот 4-100 Гц характеризовался силой воздействия 100 кН.On the territory of the city of Kutaisi, geological and geophysical work was carried out on seismic microzoning. As a source of seismic vibrations, a SV-10/100 vibration source with a working frequency band of 4-100 Hz was used. Moreover, in the vicinity of the voltage source in the soil, due to the elastic wave exceed 5 kg / cm 2 . Simplified processing of seismograms of "sweep signals" calculated vibrational spectra of vibrations, peaks and average frequencies of the vibrational spectra of soils. The exposure time was t 12 s, the "sweep signal" in the frequency range 4-100 Hz was characterized by a force of exposure of 100 kN.

В таблице 1 приведен расчет приращения балльности грунтов территории г. Кутаиси. Table 1 shows the calculation of the increment in the score of soils in the territory of the city of Kutaisi.

В таблице 2 приведены расчеты приращения балльности грунтов территории г.Кутаиси по известным и предложенному способу. Table 2 shows the calculations of the increment in the score of soils in the territory of the city of Kutaisi according to the known and proposed method.

Преимуществом способа сейсмического микрорайонирования заключаются в том, что интенсивности возбуждаемых колебаний приближаются к соответствующим характеристикам землетрясений, причем сопоставление введенных показателей нелинейности на расстояниях, большем и меньшем длины волны сейсмических колебаний, позволяет оценивать и контролировать степень нелинейных и неупругих явлений в грунтах и связь с их сейсмическими свойствами в виде приращения балльности на выделенных участках по реакции грунтов на стандартное вибрационное воздействие. The advantage of the seismic micro-zoning method is that the intensities of the excited vibrations approach the corresponding characteristics of earthquakes, and a comparison of the introduced nonlinearity indicators at distances greater and shorter than the wavelength of seismic vibrations allows us to evaluate and control the degree of nonlinear and inelastic phenomena in soils and the relationship with their seismic properties in the form of an increment in points in selected areas according to the reaction of soils to a standard vibration effect action.

Claims (1)

Способ сейсмического микрорайонирования, включающий возбуждение сейсмических колебаний в грунте вибрационным источником, регистрацию их сейсмоприемниками, расположенными на участках с различными инженерно-геологическими условиями, и построение спектров колебаний, отличающийся тем, что измеряют максимальные амплитуды спектров колебаний и их средневзвешенные частоты исследуемого и эталонного грунтов, находящихся на расстоянии, меньшем и большем длины волны сейсмических колебаний, и определяют нелинейно-неупругие приращения балльности из соотношения
Figure 00000003

где (Ai)1 максимальная амплитуда спектра колебаний исследуемого грунта, находящегося на расстоянии, меньшем длины волны сейсмических колебаний, м;
(Ai)2 максимальная амплитуда спектра колебаний исследуемого грунта, находящегося на расстоянии, большем длины волны сейсмических колебаний, м;
(A0)1 максимальная амплитуда спектра колебаний эталонного грунта, находящегося на расстоянии, большем длины волны сейсмических колебаний, м;
(А0)2 максимальная амплитуда спектра колебаний эталонного грунта, находящегося на расстоянии, большем длины волны сейсмических колебаний, м;
(fc в i)1 средневзвешенная частота спектра колебаний исследуемого грунта, находящегося на расстоянии, меньшем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
(fc в i)2 средневзвешенная частота спектра колебаний исследуемого грунта, находящегося на расстоянии, большем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
(fс в о)1 средневзвешенная частота спектра колебаний эталонного грунта, находящегося на расстоянии, меньшем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
(fс в о)2 средневзвешенная частота спектра колебаний эталонного грунта, находящегося на расстоянии, большем длины волны сейсмических колебаний, Гц,
и по значениям нелинейно-неупругих приращений балльности судят о степени сейсмического эффекта.A method of seismic microzoning, including the excitation of seismic vibrations in the soil by a vibration source, recording them by geophones located in areas with different engineering and geological conditions, and constructing vibration spectra, characterized in that the maximum amplitudes of the vibration spectra and their weighted average frequencies of the studied and reference soils are measured, located at a distance shorter and longer than the wavelength of seismic vibrations, and determine the nonlinear-inelastic increments of the point aws from the relation
Figure 00000003

where (A i ) 1 is the maximum amplitude of the spectrum of the studied soil located at a distance less than the wavelength of seismic vibrations, m;
(A i ) 2 the maximum amplitude of the spectrum of oscillations of the investigated soil located at a distance greater than the wavelength of seismic vibrations, m;
(A 0 ) 1 the maximum amplitude of the spectrum of oscillations of the reference soil located at a distance greater than the wavelength of seismic vibrations, m;
(A 0 ) 2 the maximum amplitude of the spectrum of vibrations of the reference soil located at a distance greater than the wavelength of seismic vibrations, m;
(f c in i ) 1 weighted average frequency of the spectrum of oscillations of the investigated soil located at a distance less than the wavelength of seismic vibrations, Hz;
(f c in i ) 2 weighted average frequency of the spectrum of oscillations of the investigated soil located at a distance greater than the wavelength of seismic vibrations, Hz;
(f s in o ) 1 weighted average frequency of the spectrum of oscillations of a standard soil located at a distance less than the wavelength of seismic vibrations, Hz;
(f s in o ) 2 weighted average frequency of the spectrum of oscillations of the reference soil located at a distance greater than the wavelength of seismic vibrations, Hz,
and the degree of seismic effect is judged by the values of nonlinearly inelastic increments of the score.
RU96115084A 1996-07-25 1996-07-25 Method of seismic microzoning RU2105996C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96115084A RU2105996C1 (en) 1996-07-25 1996-07-25 Method of seismic microzoning

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96115084A RU2105996C1 (en) 1996-07-25 1996-07-25 Method of seismic microzoning

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2105996C1 true RU2105996C1 (en) 1998-02-27
RU96115084A RU96115084A (en) 1998-10-10

Family

ID=20183785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96115084A RU2105996C1 (en) 1996-07-25 1996-07-25 Method of seismic microzoning

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2105996C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Рекомендации по сейсмическому микрорайонированию, М., Наука, 1985, с. 22. 2. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1074903A (en) Preliminary screening of wooden poles
Dutta Seismic refraction method to study the foundation rock of a dam
Lee et al. Evaluation of rock bolt integrity using Fourier and wavelet transforms
RU2105997C1 (en) Process of seismic microzoning
Yoon et al. Combined active-passive surface wave measurements for near-surface site characterization
RU2099751C1 (en) Process of seismic microzoning
RU2105996C1 (en) Method of seismic microzoning
RU2105998C1 (en) Process of seismic microzoning
Hiltunen et al. Influence of source and receiver geometry on the testing of pavements by the surface waves method
RU2162611C2 (en) Method of seismic microzoning
RU2162608C2 (en) Method of seismic microzoning
Nazarian et al. Evaluation of moduli and thicknesses of pavement systems by spectral-analysis-of-surface-waves method
RU2162606C2 (en) Procedure of seismic microzoning
RU2162609C2 (en) Method of seismic microzoning
RU2162610C2 (en) Method of seismic microzoning
RU2162613C2 (en) Method of seismic microzoning
RU2162612C2 (en) Method of seismic microzoning
Sabatier et al. Linear and nonlinear acoustic velocity profiles over buried land mines
RU96115083A (en) METHOD OF SEISMIC MICRO-ZONING
RU2162614C2 (en) Method of seismic microzoning
RU2162607C2 (en) Procedure of seismic microzoning
RU2105995C1 (en) Process of seismic microzoning
Allison et al. Low frequency sounding technique for predicting progressive failure of rock
RU2075095C1 (en) Method of seismic microzoning
RU1787276C (en) Method for seismic microzoning