?>
Работаем
по всей России

Как предсказать поведение грунтов во время землетрясений

4021
Как предсказать поведение грунтов во время землетрясений
Апрель 13, 2023
Время чтения: 6 минут
Нет времени читать?
Отправим материал вам на:
Telegram
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных

При строительстве зданий и сооружений в сейсмоопасных регионах проводят работы по определению поведения грунтов во время сильных землетрясений. Москва не находится в сейсмоопасной зоне, но последствия землетрясений могут доходить и до центральных регионов. По этой причине в комплекс изысканий включают сейсмическое микрорайонирование (СМР).

Что такое сейсмическое микрорайонирование

Сейсмическое микрорайонирование – комплекс сейсмологических работ, который проводится для изучения поведения грунтов при землетрясениях в 7 баллов и выше.

Сила сейсмического воздействия на инфраструктуру зависит от следующих факторов:

  • типы грунтов;

  • рельеф;

  • тектоника.

В этой статье рассмотрим, как рыхлые отложения влияют на увеличение сейсмоопасности площадки под строительство.

Как определить, нужно ли выполнять СМР

Для начала определяют местоположение участка работ на комплекте карт общего сейсмического районирования территорий РФ (ОСР-2015), где показана вероятность землетрясений на ближайшие 50 лет:
  • карта А ー 10 %;

  • карта B ー 5 %;

  • карта C ー 1%.

СМР выполняют при проектировании и строительстве зданий общего назначения в регионах с сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов по карте В. Для сооружений с повышенным уровнем ответственности таких как, атомные станции или гидротехнические объекты, сейсмологические исследования проводятся, начиная с 6 баллов по карте С.

карты сейсмического микрорайонирования

Карты сейсмического районирования территории РФ - ОСР-2015

Так же СМР выполняют на участке, на котором рыхлые отложения соответствуют категориям III или IV по сейсмическим свойствам и находящемся в районе с сейсмичностью 6 баллов по карте А.

карты сейсмического районирования

Расчетная сейсмичность грунтов

Как выполняется СМР

Работы по сейсмическому микрорайонированию делятся на два вида: инструментальные и расчетные.

Инструментальные методы

Проведение полевых измерений методами наземной или скважинной сейсморазведки, измерение микросейсм и слабых землетрясений. При полевых измерениях получают значения поперечных волн для грунтов и рассчитывают дополнительную сейсмоопасность (приращение балльности) для участка работ.

Расчетные методы

Определение поперечных скоростей по лабораторным значениям модуля общей деформации и плотности грунта. Дальше, зная среднюю скорость поперечной волны (S), рассчитываем приращение балльности для площадки.

Приращение балльности прибавляем к исходному уровню сейсмичности и округляем до следующего балла, т.е. до целого значения. Например, если значения 6.2-6.3, то уровень сейсмичности остается прежним 6 баллов, а если 6.5-6.6 сейсмичность становится на балл больше.

Расчетные и инструментальные методы зачастую комбинируют. В лаборатории получают скорости по грунтам, а при полевых измерениях эти значения подтверждают. Расчет скорости поперечной волны в лаборатории может оказаться даже точнее, чем при проведении инструментальных методов.

Все дело в том, что в поле измеряем интегральные значения скорости, которые относятся ко всему объему исследуемой толщи, а не к конкретному слою грунта. При интерпретации полевых измерений определяем значения скорости для каждого из слоев, которые в идеале должны совпадать или быть близки  к расчетным значениям.

Почему важно рассчитывать приращение балльности при проектировании зданий

Балльность сейсмоопасных районов определяется на основе скальных грунтов. Если фундамент закладывается в скальные грунты, то приращение балльности считать не нужно.

В рыхлых грунтах кроме опасности разрушительной силы высокоамплитудной поперечной волны может случится резонансный эффект, который приведет к еще большим разрушениям.

Резонансные частоты рассчитываются по методу Накамура (HVSR-метод), который позволяет при помощи трехкомпонентной регистрации микросейсмического фона исследовать толщу грунтов и получить амплитудно-частотную характеристику разреза. Эти данные будут полезны для проектирования зданий и сооружений.

Запишитесь на 15-минутную - встречу
C руководителем отдела и обсудите, как успешно реализовать ваш проект!

Преимущество метода HVSR в том, что он позволяет получить резонансные частоты грунта без знания геологического строения или распределения скорости S-волн с глубиной.

Кейс: как мы провели СМР исследования для бизнес-центра в Москве

БЦ «Президент Плаза» находится  в районе с уровнем сейсмичности равному 5 баллов по шкале MSK-64. Грунты на площадке исследований относятся к II категории по сейсмическим свойствам.

сейсмическое микрорайонирование

Месторасположение участка работ

Какие работы требовалось провести

Комплекс СМР включал в себя инструментальный и расчетные методы. На объекте были выполнены измерения резонансной частоты по методу Накамура (HVSR-метод), а приращение балльности рассчитали по лабораторным характеристикам грунтов. 

Как провели сейсмологические исследования

Наблюдения по методу Накамура выполнялись тремя трехкомпонентными станциями, которые записывали микросейсмические колебания. Затем данные микросейсм пересчитывались в амплитудно-частотные характеристики грунта.

Для расчета приращения балльности взяли лабораторные значения плотности и модуля деформации грунтов для каждого ИГЭ, затем определили среднюю скорость S-волны изучаемой толщи, а дальше по методу сейсмических жесткостей рассчитали приращение балльности.

сейсмическое микрорайонирование

Результаты распределения относительного приращения балльности 

Какие результаты получили

Резонансные частоты грунта характеризуются значениями 2.4-2.6 Гц, и эти значения следует учитывать с собственными частотами проектируемого здания при проведении расчетов на сейсмостойкость.

смр

Полученные спектральные отношения методом HVSR

Исходная сейсмичность района осталось прежней 5 баллов, так как приращение балльности не превышало значений 0.5.

сейсмическое микрорайонирование

Схема приращение балльности 

Нужно ли вам проведение сейсмического микрорайонирования

СМР необходимо, если ваш объект:

  • находится в сейсмоопасном регионе, где возможны землетрясения 7 баллов и выше;

  • относится к атомным электростанциям и гидротехническим сооружениям;

  • находится на площадке, где развиты грунты III и IV категории по сейсмическим свойствам.

Для консультации по вопросам проведения сейсмического микрорайонирования обратитесь к нашему ведущему геофизику.

Обратная связь
У вас есть вопрос или вам нужна
профессиональная консультация по услугам?
Пожалуйста, заполните все обязательные поля
Мы ещё разрабатываем эти страницы!
click fraud detection