Способ сейсмического микрорайонирования

 

Использование: инженерная сейсмология. Сущность изобретения: способ сейсмического микрорайонирования заключается в возбуждении сейсмических колебаний грунтов источником, регистрации их сейсмоприемниками, расположенными на участках с различными инженерно-геологическими условиями, определении значения площадей спектров возбуждаемых колебаний, при этом источник обеспечивает напряжения в грунте не менее 5 кг/см² с видимой частотой 4 - 100 Гц в виде "свип-сигнала" с медленно меняющейся частотой, время воздействия - 12 с. 2 ил, 1 табл.

Изобретение относится к области инженерной сейсмологии, точнее к способам оценки интенсивности сотрясений с учетом свойств грунтов, слагающих площадку строительства.

Известен способ сейсмического микрорайонирования, основанный на изменении спектрального состава колебаний в зависимости от интенсивности импульсного воздействия, при этом поведение грунтов наиболее приближено к реальным условия сильного сейсмического воздействия при напряженных не менее 5 кг/см² с видимыми частотами в полосе от 3 до 30 Гц, причем в качестве периодов колебаний используют их средневзвешенные величины /1/.

К недостаткам способа следует отнести необходимость получения данных инженерно-геологической разведки (плотность грунтов) и сейсморазведки (скорость распространения волн в грунте) раздельными специальными исследованиями и в некотором роде искусственно использовать их в соответствующей эмпирической формуле. Основная доля энергии используемого источника заключена в диапазонепериодов 0,2 0,3 с. Отсутствует возможность управления спектральным составом возбуждаемых колебаний. Обработка данных затруднена и трудоемка.

Цель изобретения повышение надежности и точности за счет прямого сопоставления параметров колебаний грунтов с регулируемым спектральным составом.

Для этого в способе сейсмического микрорайонирования, заключающегося в возбуждении сейсмических колебаний вибрационным источником, регистрации их сейсмоприемниками, расположенными на участках с различными инженерно-геологическими условиями, определении площадей под огибающими спектров колебаний сопоставляемых грунтов и оценке на основе этого приращения сейсмической интенсивности, причем источник обеспечивает напряжения в грунте не менее 5 кг/см², а увеличение времени воздействия стандартным "свип -сигналом" в рабочей полосе частот, позволяет рассчитывать спектры установившихся колебаний в большей по объему грунтовой толще, по сравнению с импульсным.

Способ основан на непосредственно связи параметра в виде площади спектра с сейсмическими свойствами грунтов и большей его надежностью /1/.

Предлагаемый способ поясняется фиг. 1 и 2.

Способ выполняется в следующей последовательности операций.

На площадке сейсмического микрорайонирования известным способом производятся инженерно-геологические исследований, на основании чего выделяются участки с различными инженерно-геологическими условиями. После этого в пределах выделенных участков располагаются идентичные сейсмические каналы, включающие сейсмоприемники и регистратор. Далее на фиксированном расстоянии от каждого из пунктов регистрации располагается сейсмический вибрационный источник и производится стандартное воздействие в виде "свип-сигнала", представляющий плавно увеличивающееся колебание источника, создающего в грунте напряжение не менее 5 кг/см², что позволяет приближаться к реальным сейсмическим воздействиям. Известным способом производится регистрация колебаний. После построения спектров колебаний грунтов определяются площади под огибающими спектров известными способами. Получаемые значения площадей сопоставляемых грунтов в виде A_iT_i (A_iT_i произведение i-го периода спектра на соответствующую амплитуду) подставляются в формулу , где A_иT_и и A_эT_э площади под огибающими спектров соответственно исследуемых и эталонных грунтов.

Получаемые значения I представляют собой приращения балльности на исследуемых участках.

Пример осуществления способа.

На территории г. Тбилиси 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 упругой волне превышают 5 кг/см². Обработкой сейсмограмм "свип-сигналов" рассчитывались спектры колебаний и определялись площади под огибающими спектров колебаний.

Преимущества способа заключаются в том, что интенсивности и периоды возбуждаемых колебаний приближаются к соответствующим характеристикам реальных сейсмических воздействий, причем прямое сопоставление площадей спектров колебаний позволяет избегать использование искусственных параметров и определять приращение балльности на выделенных участках наиболее естественным путем по реакции грунтовой толщи на стандартное воздействие, которое можно при этом варьировать. В указанном примере время воздействия составляло t=12 с, "свип-сигнал" в пределах частот f 4 80 Гц с силой воздействия 100 кН. Вибрационный сигнал хорошо обрабатывается современными вычислительными комплексами, что существенно повышает эффективность исследований.

Расчет относительной сейсмичности представлен в таблице.

Формула изобретения

Способ сейсмического микрорайонирования, включающий возбуждение сейсмических колебаний источником, обеспечивающим напряжение в грунте 5 кг/см², регистрацию их сейсмоприемниками, расположенными на участках с различными инженерно-геологическими условиями на фиксированном расстоянии от источника, определение спектров колебаний и площадей под огибающими спектров и оценку по ним приращения балльности, отличающийся тем, что возбуждают колебания вибрационным источником в диапазоне 4 100 Гц, осуществляют не менее 3-х раз вибровоздействия на среду продолжительностью 12 с с интервалом не менее 0,5 с.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3