Вопросы инженерной сейсмологии: статья

Использование сейсморазведочных данных для построения кривых деградации
А.С. Алешин, А.К. Марятов
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Журнал: Вопросы инженерной сейсмологии
Том: 51
Номер: 4
Год: 2024
Страницы: 45-61
УДК: 550.344
DOI: 10.21455/VIS2024.4-4
Ключевые слова: сейсмическое микрорайонирование, сейсморазведка, нелинейные свойства грунта, параметры сильных землетрясений, гиперболическая модель, эталонная деформация, кривые деградации модулей сдвига, прочность связных и несвязных грунтов, корреляционные соотношения, сцепление, угол внутреннего трения
Аннотация: Рассматриваются вопросы расчета графиков деградации упругих модулей грунта при сильных землетрясениях с помощью сейсморазведочных наблюдений. Данная проблема представляет интерес с точки зрения механики грунтов и имеет важное практическое значение для обеспечения сейсмической безопасности объектов повышенной ответственности, таких как атомные электростанции, крупные гидроузлы, опасные химические производства и т.п. Описана роль сейсморазведки в развитии методики сейсмического микрорайонирования и исследования свойств грунтов. Рассмотрены параметры сильных землетрясений, оказывающих влияние на устойчивость грунтов, залегающих в основаниях инженерных сооружений. Описана простейшая гиперболическая модель учета нелинейных процессов в грунтах, выделено ключевое понятие этой модели – эталонная деформация, и определены факторы, ее определяющие – прочность грунта и модуль сдвига. Рассмотрены методики расчетов этих параметров средствами сейсморазведки для основных видов грунтов. Грунты в отношении к прочностным характеристикам разделены на два класса – связные и несвязные; определены основные корреляционные соотношения между их инженерно-геологическими и сейсмическими параметрами. Приведены примеры практических расчетов графиков деградации модулей для трех типов грунтов. Показано, что в диапазоне нагрузок от крупных землетрясений расчеты с использованием гиперболической модели дают надежные результаты.
Список литературы: Алешин А.С. Сейсмическое микрорайонирование особо ответственных объектов. М.: Светоч Плюс, 2010. 304 с.

Алешин А.С., Ковальская И.Я. Вибрационный источник в задачах сейсмического микрорайонирования // (Вопросы инженерной сейсмологии. 1989. Вып. 30. [Тематический выпуск «Оценка эффекта сильных землетрясений»]. C. 87–94.

Алешин А.С., Кузнецов В.В. Исследование физико-механических свойств рыхлого грунта под плитой вибратора // Проблемы нелинейной сейсмики / Отв. ред. А.В. Николаев, И.Н. Галкин. М.: Наука, 1987. С. 267–272.

Алешин А.С., Марятов А.К. Очередные задачи сейсмического микрорайонирования // Инженерно-экологические изыскания ‒ нормативно-правовая база, современные методы и оборудование: Материалы Общероссийской научно-практической конференции, Москва, 22 сентября 2023 г. М.: Геомаркетинг, 2023. С. 105–111.

Алешин А.С., Погребченко В.В., Никитин С.Н. Решение прямой задачи как новый метод сейсмического микрорайонирования // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2021. № 2. С. 38–53. https://doi.org/10.37153/2618-9283-2021-2-38-53

Аптикаев Ф.Ф. Инструментальная шкала сейсмической интенсивности. М.: Наука и образование, 2012. 176 с.

Бондарев В.И. Сейсмический метод определения физико-механических свойств нескальных грунтов. Екатеринбург: УГГГА, 1997. 218 с.

Васильев Ю.И. Новая задача инженерной сейсмологии – расчет зон текучести при сильном землетрясении // Проблемы нелинейной сейсмики / Отв. ред. А.В. Николаев, И.Н. Галкин. М.: Наука, 1987. С. 145–149.

Васильев Ю.И., Гвоздев А.А., Иванова Л.И., Фомичев В.Б., Щербо М.Н. Механические свойства мягкого грунта в интервале напряжений до (5–10)·105 Па и выбор модели грунта, описывающей его поведение при сильных землетрясениях // Сейсмическое микрорайонирование / Ред. С.В. Медведев. М.: Наука, 1977. С. 121–129.

Вознесенский Е.А. Динамическая неустойчивость грунтов. М.: Эдиториал УРСС, 1999. 263 с.

Горяинов Н.Н., Семитко Т.С. О связях между сейсмоакустическими и физико-механическими характеристиками рыхлых пород // Тр. ВСЕГИНГЕО. 1975. Вып. 90. С. 50–59.

Ишихара К. Поведение грунтов при землетрясениях. СПб., 2006. 383 с.

Кригер Н.И., Алешин А.С., Кожевников А.Д., Миндель И.Г. Сейсмические характеристики лессовых пород в связи с геологическим окружением и техногенезом. М.: Наука, 1980. 103 с.

Медведев С.В. Инженерная сейсмология. М.: Госстройиздат, 1962. 284 с.

Методические рекомендации по определению состава, состояния и свойств грунтов сейсмоакустическими методами. М.: ЦНИИС, 1985. 65 с.

Миндель И.Г. Методика сейсмоакустических исследований физико-механических свойств связных и малосвязных грунтов // Тр. ПНИИИС. 1975. Вып. 35. С. 3–25.

Николаев А.В. Сейсмические свойства рыхлых сред // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1967. № 2. C. 23–31.

Павленко О.В. Сейсмические волны в грунтовых слоях: нелинейное поведение грунта при сильных землетрясениях последних лет. М.: Научный мир, 2009. 258 с.

Применение сейсмоакустических методов в гидрогеологии и инженерной геологии / Ред. Н.Н. Горяинов. М.: Недра, 1992. 260 с.

РСН-60-86. Инженерные изыскания для строительства. Сейсмическое микрорайонирование. Нормы производства работ. М.: МосЦТИСИЗ Госстроя РСФСР, 1986. 32 с.

РСН-65-87. Инженерные изыскания для строительства. Сейсмическое микрорайонирование. Технические требования к производству работ. М.: МосЦТИСИЗ Госстроя РСФСР, 1987. 26 с.

Сейсмическая шкала и методы измерения. сейсмической интенсивности / Отв. ред. А.Г. Назаров, Н.В. Шебалин. М.: Наука, 1975. 280 с.

Тер-Мартиросян З.Г. Механика грунтов. М.: АСВ, 2005. 488 с.

Bardet J.P., Tobita T. NERA: A Computer Program for Nonlinear Earthquake Site Response Analyses of Layered Soil Deposits. Los Angeles, CA: University of Southern California, Department of Civil Engineering, 2001. 44 p.

Kramer S.L. Geotechnical Earthquake Engineering. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1996. 653 p.