Способ сейсмического микрорайонирования

Способ сейсмического микрорайонирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области сейсмологии и инженерной сейсмологии, а именно к способам оценки интенсивности сотрясений с учетом сейсмической обстановки района и свойств грунтов, слагающих площадку строительства.

Известен способ определения сейсмичности методом инженерно-геологических аналогий (ИГА) [Рекомендации по сейсмическому микрорайонированию при инженерных изысканиях для строительства / ПНИИИС. - М., 1985. - 73 с.].

Однако в известном способе отсутствует инструментальная оценка приращения балльности (интенсивности) в условиях реальных сильных землетрясений

Наиболее близким техническим решением является способ, при котором приращение сейсмической интенсивности определяется по записям землетрясений [Заалишвили В.Б. Физические основы сейсмического микрорайонирования / ОИФЗ РАН. - М., 2000. - 367 с.].

Недостатком известного способа-прототипа является неадекватный учет проявления нелинейных свойств в грунтах в случае использования параметров записей слабых землетрясений, когда такие явления практически малозаметны и отсутствует возможность их учета в силу того, что регистрация сильных землетрясений требует весьма длительных периодов наблюдений, как правило, вообще исключающих получение необходимых данных, что снижает точность определения приращения балльности (интенсивности).

Технический результат - повышение точности определения приращений сейсмической интенсивности, вызываемых сильными землетрясениями.

Техническое решение достигается тем, что для исследуемого и эталонного (представленного средними для данной территории грунтовыми условиями) участков с фоновой или исходной сейсмичностью, отнесенной к средним грунтовым условиям, из базы данных записей сильных землетрясений подбираются записи, регистрируемые на участках с близкими грунтовыми условиями, величинами магнитуд, глубинами очагов ожидаемых землетрясений и эпицентральными расстояниями, и в отобранные записи вводится поправка в соответствии с величиной показателя поглощения сейсмических волн для данного района и пересчетом амплитуды колебаний на заданное эпицентральное расстояние определяют приращение сейсмической интенсивности (балльности).

Способ осуществляется следующим образом.

Пусть необходимо оценить приращение сейсмической интенсивности (балльности) для двух участков на территории г. Владикавказа, первый из которых сложен глинистыми грунтами мощностью 6 метров, подстилаемых валуно-галечниками, второй сложен глинистыми грунтами мощностью до 20 метров, включая просадочные грунты (рис.1). Эпицентральное расстояние для ожидаемого землетрясения (расстояние до активного разлома) составляет Δ=10 км (Владикавказский разлом, рис.2).

Из базы данных сильных движений были выбраны станции, расположенные на участках со схожими грунтовыми условиями. Грунтовые условия станций KGS001 и KGS004 сети K-NET (Япония) приведены на рис.3. Грунтовые условия станции KGS001 характеризуются наличием глинистых грунтов мощностью порядка 8 м, подстилаемых галечниками, что позволило выбрать данную станцию в качестве эквивалентной участку 1. Станция KGS004 была выбрана в качестве эквивалентной участку 2 в силу наличия песчаных и глинистых грунтов мощностью порядка 20 м. Пески, присутствующие в разрезе, в условиях сильного воздействия по своим сейсмическим свойствам близки к глинам текучей консистенции, присутствующим в разрезе участка 1.

Отобранными станциями одновременно зарегистрировано сейсмическое событие 26.03.97 г. (17:31:00 GMT), магнитудой М=6,3 (рис.4).

Амплитуды колебаний составляют:

Участок 1 (станция KGS001) - A_max1=129 гал (эпицентральное расстояние Δ₁=30 км);

Участок 2 (станция KGS004) - А_mах2=293 гал (эпицентральное расстояние Δ₂=19 км).

Пересчет амплитуды колебаний A₁ на заданное эпицентральное расстояние Δ₂ производится по известной формуле:

где A₁ и А₂ - амплитуды колебаний на эпицентральных расстояниях Δ₁ и Δ₂, соответственно

α - коэффициент поглощения;

e=2,7 - основание натурального логарифма.

Используя значение коэффициента поглощения α, для наших условий составляет α=0,0196 (км^-1), и пересчитав амплитуду максимальных ускорений для эпицентрального расстояния от Владикавказского разлома Δ=10 км, получим амплитуду колебаний ускорений на обоих участках:

Участок 1-A_{max 1}(10 км)=129·e^{-0,0196·(10-30)}=191 (гал);

Участок 2-A_{max 1}(10 км)=293·e^{-0,0196·(10-19)}=350 (гал).

Далее, используя вышеприведенную формулу, рассчитаем приращение балльности (интенсивности) для грунтовых условий участка 2 по отношению к участку 1 для одного и того же расстояния, которое составит:

Основные параметры, используемые в расчетах, и данные расчетов сведены в таблицу 1.

Таблица 1
Расчет приращения балльности
Код станции	Эквивалент станции	Δ, км	Amax, гал	Amах(Δ=10 км), гал	Приращение ΔI относительно KGS001
KGS001	Участок 1	30	129	191	0
KGS004	Участок 2	19	293	350	0,87
Примечание: магнитуда землетрясения М=6,3; глубина очага h=8 км.

Предлагаемый способ позволяет на основе использования амплитуд колебаний реальных записей сильных землетрясений значительно повысить точность определения приращения сейсмической интенсивности (балльности) на типичных грунтах исследуемой территории.

Способ сейсмического микрорайонирования, включающий оценку сейсмической интенсивности, определяемой по записям землетрясений, отличающийся тем, что для исследуемого и эталонного (представленного средними для данной территории грунтовыми условиями) участков с фоновой или исходной сейсмичностью, отнесенной к средним грунтовым условиям, из базы данных записей сильных землетрясений подбираются записи, регистрируемые на участках с близкими грунтовыми условиями, величинами магнитуд, глубинами очагов ожидаемых землетрясений и эпицентральными расстояниями, в отобранные записи вводится поправка в соответствии с величиной показателя поглощения сейсмических волн для данного района и пересчетом амплитуды колебаний на заданное эпицентральное расстояние определяют приращение сейсмической интенсивности (балльности).