Экран для защиты сооружений от воздействия колебаний грунта
Экран для защиты сооружений от воздействия колебаний грунта относится к области строительства, и может быть использован для защиты от сейсмических колебаний сооружений и их комплексов как построенных ранее, без учета реальной сейсмичности, так и вновь строящихся. Сущность изобретения: экран выполнен из пары прилегающих друг к другу антифрикционных пластин. Пластины заглублены в грунт ниже уровня подошвы фундамента защищаемого сооружения, и установлены в плане зигзагообразно, с образованием треугольных складок. Складки, вершина которых обращена к защищаемому сооружению, выполнены с переменным, уменьшающимся книзу углом. Экран расположен на расстоянии от защищаемого сооружения со стороны, подверженной воздействию колебаний. При подходе к экрану распространяющейся от эпицентра колебаний поверхностной сейсмической волны, происходит сдвиг антифрикционных пластин друг относительно друга, и массы грунта выбрасываются на поверхность. За счет этого энергия сейсмической волны уменьшается, и до защищаемого комплекса сооружений доходит ее незначительная часть, не представляющая угрозу целостности сооружения.
Экран для защиты сооружений от воздействия колебаний грунта относится к области строительства и может быть использован для защиты от сейсмических колебаний сооружений и их комплексов как построенных ранее, без учета реальной сейсмичности, так и вновь строящихся.
Известен экран для защиты сооружений от воздействия колебаний грунта (Авторское свидетельство СССР №601355, кл. Е 02 D27/34, 1976). Используется экран для защиты от сейсмических воздействий, и включает в себя размещенный в образованной на расстоянии от здания, по его периметру, траншее поглощающий колебания материал, причем траншея выполнена в поперечном сечении трапецеидальной формы.
Недостатком известного экрана является то, что с течением времени, в результате обрушения стенок траншеи под воздействием собственного веса и водонасыщения, происходит уплотнение поглощающего материала, следствием чего является резкое снижение эффективности экрана. Особенно, когда проходит бегущая поверхностная сейсмическая волна, наиболее опасная для зданий и сооружений.
Наиболее близким к описываемому изобретению является экран для защиты сооружений от сейсмического воздействия (Авторское свидетельство СССР №1370173, кл. Е 01 D 19/02, 1986). Экран включает пару прилегающих друг к другу антифрикционных пластин со скользящими поверхностями криволинейного очертания, размещенных в грунте, в непосредственной близости от защищаемого сооружения.
Недостатком этого решения является, во-первых, малая эффективность, так как наиболее полная диссепация энергии сейсмической волны происходит тогда, когда ее фронт распространения перпендикулярен плоскости антифрикционных пластин. Во-вторых, низкая технологичность, поскольку для размещения криволинейных антифрикционных пластин в грунт, необходимо произвести большую работу по выемке грунта и его засыпке. А механизировать эту работу невозможно, так-как на сегодняшний день нет механизмов, позволяющих прорезать криволинейные щели значительной глубины.
Целью изобретения является повышение эффективности защиты сооружения от сейсмических колебаний и повышение технологичности выполнения земельных работ,
Для достижения поставленной цели, пара прилегающих друг к другу антифрикционных пластин, уложены в грунт зигзагообразно, с образованием треугольных складок. Причем каждая складка, вершина которой обращена к защищаемому сооружению, выполнена с переменным, уменьшающимся книзу углом. Пластины заглублены в грунт ниже подошвы фундамента защищаемого сооружения.
На фиг.1 изображен описываемый экран. На фиг.2 - разрез А-А фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б фиг.1.
Экран содержит прилегающие друг к другу скользящими поверхностями пары антифрикционных пластин 1, размещенных в грунте 2. Пластины расположены в плане зигзагообразно, с образованием треугольных складок на удалении от комплекса защищаемых сооружений 3, и установлены ниже подошвы фундамента. Каждая складка, вершина которой обращена к сооружению, имеет переменный угол, уменьшающийся в направлении от верхнего торца пластин к нижнему торцу. При таком расположении пластин, в грунте вычленяется цепочка грунтовых пирамид 4 с четырьмя треугольными боковыми гранями, две из которых лежат на антифрикционных пластинах, одна (верхняя) представляет собой участок поверхности грунта, а четвертая (нижняя) соединены с грунтом.
Основными параметрами экрана являются его длина и глубина размещения антифрикционных пластин. Длина экрана, то есть количество составляющих его пар пластин, зависит только от конкретных размеров защищаемого комплекса сооружений, а глубина размещения зависит только от фундамента, имеющего наибольшее заглубление. Пластины расположены по длине экрана. Угол складки пластин на уровне поверхности грунта, зависит от различных факторов - предельной сейсмичности региона, физических характеристик грунтов и т.д., и в наиболее эффективном варианте равен 90°.
Работа экрана основана на диссепации энергии поверхностной сейсмической волны за счет совершения им работы по выбрасыванию указанной выше цепочки пирамид грунта на поверхность. При подходе к экрану распространяющейся от эпицентра поверхностной сейсмической волны, энергия которой достаточна для преодоления сил трения между парами антифрикционных пластин 1 и сдвига массы грунта 2, происходит сдвиг наружных пластин по внутренним пластинам и выброс массы грунта на поверхность. За счет выброса грунта энергия сейсмической волны уменьшается, и до защищаемого комплекса сооружений 3 доходит ее незначительная часть, не представляющая угрозу целостности сооружений.
Описываемое решение обеспечивает эффективную защиту, поскольку расположение пар антифрикционных пластин по зигзагообразной линии уменьшает углы падения на экран поверхностных сейсмических волн, распространяющихся с различных направлений. Большая технологичность экрана обусловлена формой применяемых пластин, позволяющей упростить работу по их закладке в грунт.
Экран для защиты сооружений от воздействия колебаний грунта, включающий размещенные в грунте со стороны сооружения, подверженной воздействию колебаний, пару прилегающих друг к другу антифрикционных пластин, отличающийся тем, что пластины заглублены в грунт ниже уровня подошвы фундамента защищаемого сооружения, и размещены в плане зигзагообразно, с образованием треугольных складок, причем каждая складка, вершина которой обращена к защищаемому сооружению, выполнена с переменным, уменьшающимся к низу углом.
