RU2162610C2 - Method of seismic microzoning - Google Patents

Method of seismic microzoning Download PDF

Info

Publication number
RU2162610C2
RU2162610C2 RU99108777A RU99108777A RU2162610C2 RU 2162610 C2 RU2162610 C2 RU 2162610C2 RU 99108777 A RU99108777 A RU 99108777A RU 99108777 A RU99108777 A RU 99108777A RU 2162610 C2 RU2162610 C2 RU 2162610C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vibrations
seismic
soil
frequency
soils
Prior art date
Application number
RU99108777A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99108777A (en
Inventor
В.Б. Заалишвили
Э.С. Болотский
З.В. Заалишвили
О.И. Куранова
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 RU99108777A priority Critical patent/RU2162610C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2162610C2 publication Critical patent/RU2162610C2/en
Publication of RU99108777A publication Critical patent/RU99108777A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: structural seismology. SUBSTANCE: proposed method deals with evaluation of seismic intensity with allowance for properties of soils composing construction site. Seismic vibrations are excited in soil with the aid of artificial source of vibration, they are recorded by geophones positioned on sections with different engineering and geological conditions, then spectra of vibrations of soils are constructed. Frequency of vibrations is determined by way of division of spectrum of horizontal vibrations by spectrum of vertical vibrations of examined and standard soils located at distance less or greater than length of wave of seismic vibrations. Increment of magnitude is found from relation
Figure 00000002
, where (f 2 ( H/V)i)1 is frequency of vibrations of standard soil located at distance less than length of wave of seismic vibrations, Hz; (f(H/V)i)2 is frequency of vibrations of standard soil located at distance greater than length of wave of seismic vibrations, Hz; (f(H/V)o)1 is frequency of vibrations of examined soil located at distance less than length of wave of seismic vibrations, Hz; (f(H/V)o)2 is frequency of vibrations of examined soil located at distance greater than length of wave of seismic vibrations, Hz. Increments of magnitude are used to evaluate degree of seismic effect. EFFECT: enhanced reliability and accuracy of method thanks to control over contribution of inelastic phenomena to resulting soil motion. 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 в грунте вибрационным источником и регистрацию их сейсмоприемниками, расположенными на участках с различными инженерно- геологическими условиями, построение спектров сейсмических колебаний соответствующих грунтов и оценку на основе этих характеристик приращения балльности (патент РФ по заявке N 5018124/25 (065239) приоритет 1991, кл.G 01 V 1/00, 1995). A known method of seismic micro-zoning, including the excitation of seismic vibrations in the soil by a vibration source and recording them by geophones located in areas with different engineering and geological conditions, the construction of spectra of seismic vibrations of the corresponding soils and the assessment based on these characteristics of the increment of points (RF patent application No. 5018124 / 25 (065239) priority 1991, CL G 01 V 1/00, 1995).

Недостатком способа является низкая надежность. The disadvantage of this method is the low reliability.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ сейсмического микрорайонирования, включающий возбуждение сейсмических колебаний в грунте искусственным источником, регистрацию их сейсмоприемниками, расположенными на участках с различными инженерно-геологическими условиями, построение спектров колебаний исследуемого и эталонного грунтов, определение частоты колебаний исследуемого и эталонного грунтов и приращения балльности и суждение по значениям приращений балльности о степени сейсмического эффекта (патент РФ, 1787276 кл. G 01 V 1/00, 1993). 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 an artificial source, recording them by seismic receivers located in areas with different engineering and geological conditions, the construction of vibration spectra of the studied and reference soils, determining the frequency of the studied and reference soils and increments of scores and judgment on the values of increments of scores about the degree and seismic effect (RF patent, 1787276 class. G 01 V 1/00, 1993).

Недостатком способа является низкая надежность и точность из-за отсутствия контроля за степенью нелинейного поведения грунтов, слагающих грунтовую толщу, что весьма важно для оценки их физического состояния или сейсмических свойств, обусловленных особенностями нелинейных явлений в грунтах при интенсивных сейсмических воздействиях. The disadvantage of this method is the low reliability and accuracy due to the lack of control over the degree of non-linear behavior of soils composing the soil stratum, which is very important for assessing their physical condition or seismic properties due to the features of non-linear phenomena in soils under intense seismic effects.

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

Для достижения поставленной технической задачи в способе сейсмического микрорайонирования, включающем возбуждение сейсмических колебаний в грунте искусственным источником, регистрацию их сейсмоприемниками, расположенными на участках с различными инженерно-геологическими условиями, построение спектров колебаний исследуемого и эталонного грунтов, определение частоты колебаний исследуемого и эталонного грунтов и приращение балльности, и суждение по значениям приращения балльности о степени сейсмического эффекта, частоту колебаний определяют путем деления спектра горизонтальных колебаний на спектр вертикальных колебаний исследуемого и эталонного грунтов, находящихся на расстоянии, меньшем и большем длины волны сейсмических колебаний, а приращения балльности определяют из соотношения:

Figure 00000003

где (f(H/V)i)1 - частота колебаний эталонного грунта, находящегося на расстоянии, меньшем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
(f(H/V)i)2 - частота колебаний эталонного грунта, находящегося на расстоянии, большем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
(f(H/V)o)1 - частота колебаний исследуемого грунта, находящегося на расстоянии, меньшем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
(f (H/V)o)2 - частота колебаний исследуемого грунта, находящегося на расстоянии, большем длины волны сейсмических колебаний, Гц.To achieve the technical task in the method of seismic microzoning, including the excitation of seismic vibrations in the soil by an artificial source, recording them by geophones located in areas with different engineering and geological conditions, the construction of vibration spectra of the studied and reference soils, the determination of the vibration frequency of the studied and reference soils and the increment points, and judgment on the values of the increment of points on the degree of seismic effect, the frequency of oscillation is determined by dividing the horizontal oscillation spectrum on the spectrum of the vertical oscillations of the test and reference ground, at a distance of less than and greater than the wavelength of seismic vibrations, and-intensity increment is determined from the relationship:
Figure 00000003

where (f (H / V) i ) 1 is the oscillation frequency of a standard soil located at a distance less than the wavelength of seismic oscillations, Hz;
(f (H / V) i ) 2 - oscillation frequency of a standard soil located at a distance greater than the wavelength of seismic vibrations, Hz;
(f (H / V) o ) 1 - oscillation frequency of the test soil located at a distance less than the wavelength of seismic vibrations, Hz;
(f (H / V) o ) 2 is the oscillation frequency of the investigated soil located at a distance greater than the wavelength of seismic oscillations, Hz.

В основе способа лежит явление тензочувствительности, характеризующей изменение физических свойств горных пород, обусловленное изменением напряженного состояния и установленное повышение надежности и достоверности определения частоты колебаний грунтов путем деления спектра горизонтальных колебаний на спектр вертикальных колебаний. The method is based on the phenomenon of strain sensitivity, which characterizes the change in the physical properties of rocks caused by a change in the stress state and the established increase in the reliability and reliability of determining the frequency of soil vibrations by dividing the spectrum of horizontal vibrations by the spectrum of vertical vibrations.

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

На территории, подлежащей сейсмическому микрорайонированию, производятся инженерно-геологические исследования, на основании которых выделяются типичные участки с различными инженерно-геологическими условиями. После этого в пределах выделенных участков располагают сейсмоприемники. 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, geophones are located within the selected sections.

В пределах каждого участка располагают искусственный источник (например, СИ-32, ГСК-6, СВ-10/100 и т.д.) и производят стандартное воздействие в пределах максимального действия источника, создающего в грунте напряжение не менее 5 кг/см2, что позволяет приблизиться к реальным сейсмическим воздействиям.Within each section, an artificial source is located (for example, SI-32, GSK-6, SV-10/100, etc.) and produce a standard effect within the maximum action of the source, creating a voltage of at least 5 kg / cm 2 in the soil , which allows you to get closer to real seismic impacts.

Определяют частоты колебаний грунтов путем деления спектра горизонтальных колебаний на спектр вертикальных колебаний исследуемого и эталонного грунтов, находящихся на расстоянии, меньшем и большем длины волны сейсмических колебаний. The frequencies of soil vibrations are determined by dividing the spectrum of horizontal vibrations by the spectrum of vertical vibrations of the studied and reference soils located at a distance shorter and longer than the wavelength of seismic vibrations.

Определяют приращения балльности из соотношения:

Figure 00000004

где (f(H/V)i)1 частота колебаний эталонного грунта, находящегося на расстоянии, меньшем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
(f(H/V)i)2 - частота колебаний эталонного грунта, находящегося на расстоянии, большем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
(f(H/V)o)1 - частота колебаний исследуемого грунта, находящегося на расстоянии, меньшем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
(f(H/V)o)2 - частота колебаний исследуемого грунта, находящегося на расстоянии, большем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
и по значениям приращений балльности судят о степени сейсмического эффекта.The increment of the point is determined from the ratio:
Figure 00000004

where (f (H / V) i ) 1 is the oscillation frequency of a standard soil located at a distance less than the wavelength of seismic oscillations, Hz;
(f (H / V) i ) 2 - oscillation frequency of a standard soil located at a distance greater than the wavelength of seismic vibrations, Hz;
(f (H / V) o ) 1 - oscillation frequency of the test soil located at a distance less than the wavelength of seismic vibrations, Hz;
(f (H / V) o ) 2 - oscillation frequency of the test soil located at a distance greater than the wavelength of seismic vibrations, Hz;
and by the values of the increments of the points judge the degree of seismic effect.

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

На территории г.Гори были проведены геолого-геофизические работы по оценке сейсмической опасности грунтов, слагающих основные зоны города с проявленной интенсивностью сейсмического воздействия. On the territory of the city of Gori, geological and geophysical work was carried out to assess the seismic hazard of soils composing the main zones of the city with a manifested intensity of seismic impact.

В качестве источника создаваемого напряжения использовался импульсный невзрывной источник СИ-32 (энергия воздействия 50 кДж) со стандартным воздействием в виде импульса в пределах максимального действия источника, создающего в грунте напряжение не менее 5 кг/см2, что позволяет приблизиться к реальным сейсмическим воздействиям, и определялись преобладающие частоты колебаний исследуемых и эталонных грунтов.An SI-32 pulsed non-explosive source (exposure energy of 50 kJ) with a standard impact in the form of a pulse within the maximum action of a source creating a voltage of at least 5 kg / cm 2 in the ground, which allows approaching real seismic influences, was used as a source of generated voltage, and the prevailing oscillation frequencies of the studied and reference soils were determined.

В таблице 1 приведен расчет приращения балльности грунтов территории г. Гори. Table 1 shows the calculation of the increment in the grade of soils in the territory of Gori.

В таблице 2 приведены расчеты приращения балльности грунтов территории г.Гори по известным и предлагаемым способам. Table 2 shows the calculations of the increment of the soil grade of the territory of the city of Gori by known and proposed methods.

Преимущества предложенного способа сейсмического микрорайонирования заключаются в том, что интенсивности возбуждаемых колебаний приближаются к соответствующим характеристикам при землетрясениях, причем сопоставление показателей нелинейности в грунтах на расстояниях, меньшем и большем длины волны сейсмических колебаний, позволяет непосредственно оценивать и контролировать степень нелинейности в грунтах и связь их с сейсмическими свойствами в виде приращения балльности на выделенных участках по величине изменения частоты колебаний грунтов в связи с изменением напряженного состояния грунтов. The advantages of the proposed method of seismic microzoning are that the intensities of the excited vibrations approach the corresponding characteristics during earthquakes, and a comparison of the nonlinearity in soils at distances shorter and longer than the wavelength of seismic vibrations allows us to directly evaluate and control the degree of nonlinearity in soils and their relationship with seismic properties in the form of an increment in the points in the selected areas according to the magnitude of the change in the frequency of oscillation s soils due to changes in the stress state of the soil.

Claims (1)

Способ сейсмического микрорайонирования, включающий возбуждение сейсмических колебаний в грунте искусственным источником, регистрацию их сейсмоприемниками, расположенными на участках с различными инженерно-геологическими условиями, построение спектров колебаний исследуемого и эталонного грунтов, определение частоты колебаний исследуемого и эталонного грунтов и приращений балльности и суждение по значениям приращения балльности о степени сейсмического эффекта, отличающийся тем, что частоту колебаний определяют путем деления спектра горизонтальных колебаний на спектр вертикальных колебаний исследуемого и эталонного грунтов, находящихся на расстоянии, меньшем и большем длины волны сейсмических колебаний, а приращения балльности определяют из соотношения
Figure 00000005

где (f(H/V)i)1 - частота колебаний эталонного грунта, находящегося на расстоянии, меньшем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
(f(H/V)i)2 - частота колебаний эталонного грунта, находящегося на расстоянии, большем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
(f(H/V)0)1 - частота колебаний исследуемого грунта, находящегося на расстоянии, меньшем длины волны сейсмических колебаний, Гц;
(f(H/V)0)2 - частота колебаний исследуемого грунта, находящегося на расстоянии, большем длины волны сейсмических колебаний, Гц.
A method of seismic microzoning, including the excitation of seismic vibrations in the soil by an artificial source, recording them by geophones located in areas with different engineering and geological conditions, plotting the vibration spectra of the studied and reference soils, determining the frequency of the studied and reference soils and the increment of the ballast and judging by the values of the increment points on the degree of seismic effect, characterized in that the oscillation frequency is determined by dividing ktra of horizontal vibrations to the spectrum of vertical vibrations of the studied and reference soils located at a distance shorter and longer than the wavelength of seismic vibrations, and the increment of the point is determined from
Figure 00000005

where (f (H / V) i ) 1 is the oscillation frequency of a standard soil located at a distance less than the wavelength of seismic oscillations, Hz;
(f (H / V) i ) 2 - oscillation frequency of a standard soil located at a distance greater than the wavelength of seismic vibrations, Hz;
(f (H / V) 0 ) 1 - oscillation frequency of the investigated soil located at a distance less than the wavelength of seismic vibrations, Hz;
(f (H / V) 0 ) 2 - oscillation frequency of the investigated soil located at a distance greater than the wavelength of seismic vibrations, Hz.
RU99108777A 1999-04-22 1999-04-22 Method of seismic microzoning RU2162610C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99108777A RU2162610C2 (en) 1999-04-22 1999-04-22 Method of seismic microzoning

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99108777A RU2162610C2 (en) 1999-04-22 1999-04-22 Method of seismic microzoning

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2162610C2 true RU2162610C2 (en) 2001-01-27
RU99108777A RU99108777A (en) 2001-01-27

Family

ID=20219101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99108777A RU2162610C2 (en) 1999-04-22 1999-04-22 Method of seismic microzoning

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2162610C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2686514C1 (en) * 2018-05-22 2019-04-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской академии наук (ИГФ УрО РАН) Method for seismic micro-zoning

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2686514C1 (en) * 2018-05-22 2019-04-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской академии наук (ИГФ УрО РАН) Method for seismic micro-zoning

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2162610C2 (en) Method of seismic microzoning
RU2162611C2 (en) Method of seismic microzoning
Auersch Technically induced surface wave fields, part I: measured attenuation and theoretical amplitude-distance laws
RU2099751C1 (en) Process of seismic microzoning
RU2105997C1 (en) Process of seismic microzoning
RU2162612C2 (en) Method of seismic microzoning
RU2162608C2 (en) Method of seismic microzoning
RU2162614C2 (en) Method of seismic microzoning
RU2162606C2 (en) Procedure of seismic microzoning
Chakraborty et al. Use of constant energy source in SASW test and its influence on seismic response analysis
Žaržojus et al. Energy transfer measuring in dynamic probing test in layered geological strata
RU2105998C1 (en) Process of seismic microzoning
RU2162607C2 (en) Procedure of seismic microzoning
RU2105995C1 (en) Process of seismic microzoning
RU2162609C2 (en) Method of seismic microzoning
RU2162613C2 (en) Method of seismic microzoning
RU2105996C1 (en) Method of seismic microzoning
RU1787276C (en) Method for seismic microzoning
RU99108778A (en) METHOD OF SEISMIC MICRO-ZONING
RU96115083A (en) METHOD OF SEISMIC MICRO-ZONING
Apostol et al. Investigations of the seismic site response for safer urban environment
DE3913178C1 (en)
Naing et al. Estimation of S-Wave Velocity Structures in Yogyakarta Basin, Indonesia
Marmureanu et al. The seismic earth response by considering nonlinear behavior of the soils to strong Vrancea earthquakes
Hunter Shear wave velocities of holocene sediments, Fraser river delta, British Columbia