Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Карапетян Н.К. Спектры сейсмических колебаний на территории Армении

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.09 Mб
Скачать

пых воли схожи с энергетическими спектрами продольных волн. В качестве примера на рис11.21 и 11.22 приведены энергетические спектры прямых поперечных волн, полученных по сейсмограммам станций «Ереван» и «Кировабад» при землетрясении 1.

Рис.

11.21. Энергетические спек-

Рис.

I I . 22.

Энергетические спек­

тры

прямой

поперечной

волны,

тры

прямой

поперечной волны,

записанной

на

станции

«Ере-

записанной на станции «Кпро-

ван»

при землетрясении

23. V

вабад» при

землетрясении 23.V

 

 

1954

г.

 

 

 

1954 г.

 

Величина

J, пропорциональная плотности потока энер­

гии, для продольных и поперечных волн определялась анали­

тически. Вычисления производились на ЭВЦМ

«Раздан—2».

В табл. П.8 приведены

значения

J

для

продольных и

поперечных волн при всех

рассмотренных

землетрясениях.

Согласно данным этой таблицы, величина

J,

пропорциональ­

ная плотности

потока

энергии, для поперечных

волн

полу­

чается

больше,

чем для

продольных,

в 1,5—30 раз

при

раз­

личных

землетрясениях, а также в зависимости

от

природы

волны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Используя

полученные

значения

J,

определено

затуха­

ние плотности потока энергии прямых продольных и попереч­

ных волн при землетрясениях 1 и 2 и продольных

и поперечных

волн,

дпффрагнрованных на подошве земной коры при зем­

летрясении 10. Полученные

значения

пЭф

и к

сведены

в

табл.

П.9.

 

 

 

 

 

Сейсмические станции

«Ереван»

и

«Кировабад»,

по

203-

сейсмограммам которых определялась величина J , пропор циональная плотности потока энергии, расположены не в одном направлении от эпицентров рассмотренных землетря­ сений, вследствие чего полученные значения пЭф и к являются осредненными для определенной территории, заключенной между этими сейсмическими станциями и эпицентром зем­ летрясения.

Таблица II.fi

Значения плотности потока энергии волн при землетрясениях

~Дата и время зем­

т о летрясения

П <~>

с;

« £•

1 2

1 23. V 1954 1п02'28"

2

19. VII 1954 141i

49'55"

 

330.V11 1954 1 lh 49'47"

429.1 X 1954 19h 02'36"

о

29. IX 1954 19п

04'47"'

 

624.Х 1954 lh 02'04"

714.1V 1955 I2h 44'46"

Станции

Продольные волны

Поперечные

волны

 

 

 

 

волна

J, см2/сек

полна

си2

сек

 

 

J,

3

4

5

6

j

7

Ереван

Р

0,000511

S

0,004180

Кировабад

Р

0,000037

S

0.000237

Ереван

Р

0,016652

S

0,033877

Кировабад

Р

0,001489

S

0,015337

Ереван

Р

0,001566

S

0-010615

Кировабад

Р

0,001505

S

0,006634

Ереван

F

0.000335

S

0,004380

Ереван

\ Р

0,000714

S

'о, 000865

 

1

 

 

i

 

Ереван

р

0.001812

S

0,031726

Кировабад

р

0,001374

S

0,011525

Ереван

р-

0.002171

S.

!0,030710

 

 

 

 

1

 

8

2.V11I 1955 16h

Ереван

р

0,050282

S

0,087756

45'02"

Кировабад

P-

0.001183

S-

|0,001645

 

9

16.VI1I 1955 17h

Ереван

р"

0.000654

S

0.001248

54'37"

Кировабад

 

0,000087

S

0.000232

 

 

 

 

Ереван

р

0.000461

S

0,011910

И)

24XII 1957 12h

 

 

 

S

0-005327

25'15"

 

 

 

 

Кировабад

р

0,000154

 

|

S*

0,000470

 

 

 

 

S

0.004804

1 2

1131. XI1 1957 6h

47'36"

1230. I 1958 4h

36'23"

|

19. IV 1958 7h

1 0 |

05'09"

1428. IV 1958 18h

29'40"

1517 V 1958 Oh

01 '55"

1630. V 1958 5h

16'13"

176. VI 1958 9h

56'18"

18IS. VI 1958 8h

44'21"

1912. V I I 1958 20h

07'42"

20

27. V I I 1958 16h

29'41"

 

3

4

5

Ереван Р 0.002957

Кировабад

Р

0,002691

Ереван

Р

0,0( 0583

р*

0,000114

 

Р

0,000192

Кировабад

Р

0,009215

Р

0,000322

 

Ереван

Р

0,099030

Кировабад

Р .

0,009807

Ереван

Р

0,077499

Кировабад

Р*

0,051334

Ереван

Р

0,001323

Кировабад

р *

0,000153

Кировабад

Р

0,075561

Ереван

Р

0,065394

Кировабад

Р

0,004130

Ереван

Р

0,000332

Кировабад

Р

0,000101

Ереван

Р*

0,007918

Кировабад

Р*

0,002168

Ереван

Р*

0,001407

Кировабад

Р*

0,001214

6

7

S

0,005124

S

0,023356

S

0,002934

S*

0,000965

S

0,019338

S

0,004133

S*

0,000657

S

0,003576

S

0,046709

S*

0,000726

S

0,004572

S 0,402899

s:0,060964

S

0,114030

S

0,034031

S

0,020155

S

0,009256

S

0,003566

S

0,856382

S

0,165416

S

0,011804

s"

0,000450

s

0.000118

s

0.000834

s*

0,040074

s A

0,015109

s'

0,001152

s*

0,003944

s A

0,002237

s

0,001057

205-

1

 

 

2

 

3

21

27. VII 1958 17h | Ереван

 

14'41"

|

Кировабад

 

 

 

 

 

 

 

Ереван

22

31. V I I I

1958 lOh

 

 

10'39"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кировабад

 

12.

X 1958 lOh

Ереван

23

 

 

47'01"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кировабад

 

16.

XI 195S

13h

Ереван

24

 

 

50'

16"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кировабад

25

19. I 1959 2h

Ереван

 

05'56"

 

 

 

 

 

26

18.

IV 1959 12h

Ереван

 

39'52"

 

Кировабад

 

 

 

 

 

 

 

 

Ереван

27

18.

IV 1959 23h

 

 

 

48'32"

 

 

 

 

 

 

 

Кировабад

 

2.

VI 1959 21h

Ереван

28

 

 

00'16"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кировабад

29

25.

V I 1959

l h

Кировабад

 

38'05"

 

 

 

 

 

30

8.

XII 1959 8h

Кировабад

 

45'45"

 

 

 

 

 

45

Р0,058155

Р- 0.026602

Р0,000439

Р* 0,000321

Р0,С17166

Р0,015356

Р* 0,009822

Р0,008140

Р0,012950

Р0,007649

Р* 0.026619

Р0.075674

Р0,022973

Р

гориз. 0,007184

Р0,002472

Р0,019352

р 0,020968

j

6

7

 

 

 

S

0,065499

 

S-

0.036694

 

S

0,002098

 

S

0-001242

 

S*

0,000667

 

S

0-001841

 

_

1

 

S

|0,073498

 

S

0-008206

 

S

0,016465

 

S

0-219397

 

S

0-039595

 

S

0,066585

 

s

0,030278

 

 

0,009888

 

s*

0-086765

 

S

jo. 354842

1

S

0,031556

 

S*

0,009816

 

0,037565

 

S

 

 

S

0,031671

гориз.

S

0,009593

s"

0,026105

S*

0,004b45

S

0,104560

S

0,093962

206

1

 

 

 

2

 

 

3

 

4

5

6

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

P

0,001460

S"

0,009364

 

 

 

 

 

 

Е Р е

 

верт.

 

9.

XII 1959 20h

 

в а н

| верт.

31

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

49'21"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кировабад

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,005291

S

0,057673

32

10.

XII 1959 18h

Ереван

 

V

0,002128

S

0-005025

 

 

 

01'16"

 

Кировабад

 

р

0,000907

S

0,003177

 

16.

XII 1959 Oh

 

Ереван

 

Р

0.001869

S

0.008431

33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57 '35"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кировабад

 

 

 

S

0.001S12

 

 

 

 

 

 

Р

0,001505

 

 

 

 

 

 

S

0.004065

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

17.

XII 1959 22h

Ереван

 

Р

0,005725

S

0,028560

 

 

 

47'10"

 

Кировабад

 

Р

0,001090

S

0.008067

 

 

 

 

 

 

35

18.

XII 1959 18h

Ереван

 

V

0-002294

S

0,015011

 

 

 

52'08"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

П.9

№ землетря­

Дата землетрясения

Волна

Пэф

 

к

 

сения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

23.

V 1954

 

 

Р

1,63

 

0,022

 

 

1

 

 

23.

V

1954

 

 

S

Ь 7 8

 

0,024

 

 

2

 

 

19.

V I I 1954

 

Р

5,91

 

0,036

 

 

2

 

 

19.

VI I 1954

 

S

1,94

 

0,012

 

 

10

 

 

24.

XI I 1957

 

Р

3,34

 

0,012

 

 

10

 

 

24.

XII 1957

 

S

2,77

 

0,010

 

§ II.4. ЭНЕРГИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН ПР И ПОСЛЕДУЮЩИХ

 

ТОЛЧКАХ ЗАНГЕЗУРСКОГО

ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ 1968

г.

 

 

Д ля последующих толчков Зангезурского землетрясения

9.VI 1968 г- нами построены энергетические спектры

сейсми­

ческих

колебаний, т.е. графики

зависимости

спектральной

плотности

 

энергии

 

от

круговой

частоты ш,

начиная

от

со=6,28 гц

 

(Т=1 сек)

до ш=62,8 гц

(Т=0,1 сек).

На рис. 11.23

в качестве примера приведен энергетический спектр землетря­ сения 23 июня 1968 г. Ввиду большого диапазона значений

207

« I 1 Q/U' яы1

Рис. 11.23. Энергетический спектр землетрясения 23 июня 1968 г.

спектральной плотности энергии и нежелания пользоваться

логарифмическим

масштабом,

вся кривая

энергетического

спектра

разделена

на две части. Для первой,

начальной,

части

кривой принят масштаб, указанный на спектре на

основной шкале, а для второй,

конечной,

части

к р и в о й -

масштаб, указанный на дополнительной шкале, проведенной слева от основной. Кривые энергетических спектров для всех рассмотренных записей имеют в начальной своей части возрастающий характер, вплоть до максимального значения,

азатем убывающий.

Втабл. 11.10 приведены максимальные величины спект­ ральной плотности энергии Jm a x = [w£02(w)]max и соответ-

ствующие им значения периодов Tmaxj.

Максимальные величины спектральной плотности энер­ гии для всех землетрясений соответствуют коротким периодам Tmaxj = 0,20—0,25 сек.

Как видно из табл. 11.10, при увеличении силы землетря­ сения на один балл (с 4 до 5 баллов) максимальное значение спектральной плотности энергии увеличивается в 65 раз-

Ширина энергетических спектров на уровне 2/3 от макси­ мального значения спектральной плотности энергии изме­ няется в пределах от 4 до 10 гц, но определенной зависимости ширины энергетического спектра от силы землетрясения не наблюдается.

Вычисление величины J , пропорциональной плотности потока энергии, нами производилось графически, путем изме­ рения площади, заключенной между кривой зависимости

208

№ земле­ трясения

1

2

3

4

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица П. IО

 

 

 

Результаты анализа

энергетических спектров

 

 

 

Дата

и время

возникно­

Сила земле­

 

 

Ширина

 

 

J sm;ix

 

 

энергетич.

 

 

трясения в

J m а х

TmaxJ

.1

J smax

.100%

вения землетрясения

баллах

 

 

спектра

 

 

J

 

 

 

 

 

( M i — ш 2 ) . 2 Ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.

V I 1968.

3h 21'

5

146,471

0,20

28,2-35,7

2702,816

916,0

33,9

23.

VI 1968.

4h 40'

4—5

3,545

0,25

21,2-28,2

84,160

19,880

58,2

26.

VI 1968.

2h 08'

4 - 5

1,910

0,20

29,1 - 39,1

37,380

15,560

41,6

23.

VI I 1968. 16h 52'

4

2,238

0,25

20.6—28,0

49,883

14,680

29,4

26.

VI I 1968. 23h 22'

5 - 6

59,949

0,25

23,6--27,6

649,200

201,600

31,1

спектральной

плотности энергии

от ш, осью

абсцисс

и орди­

натами,

соответствующими

ш 1 = 6 , 2 8

и

ш =62,8

гц.

 

 

 

Согласно табл. 11.10, при увеличении силы

землетрясения

с 4 до 5 баллов величина

J меняется почти в 55 раз.

 

 

Измерены также максимальные значения плотности пото­

ка энергии, численно равные площади,

заключенной между

ординатами,

соответствующими

ширине

 

энергетического

спектра,

осью

абсцисс и кривой

зависимости

спектральной

плотности энергии

от круговой

частоты w.

 

 

 

 

 

Значение

Jsmax

при увеличении

силы

землетрясения

с

4

до 5

баллов

возрастает в 62 раза, а отношение

Jsmax-

к

J

изменяется

лишь

на 4,5%.

 

 

 

 

 

 

 

Вы в о д ы

1.Получены энергетические спектры и значения величин, пропорциональных плотности потока энергии сейсмовзрывных волн в различных грунтах.

2.Увеличение количества ВВ ведет к возрастанию макси­ мального значения спектральной плотности энергии и

соответствующего ему значения периода.

3. При разных взрывах в базальтам увеличение коли­ чества ВВ мало влияет на характер спектральных кривых, полученных по записям одних и тех же составляющих смеще­ ний почвы в определенном наблюдательном пункте, при условии, если эпицентры взрывов расположены в одном и том же направлении от этого пункта.

4.При короткозамедленном взрыве происходит сущест­ венное уменьшение максимального значения спектральной плотности энергии и величины, пропорциональной плотности потока энергии.

5.Затухание плотности потока энергии сейсмовзрывных волн зависит не только от грунта, но и от характера взры­ вания.

6.Получены энергетические спектры продольных и попе­ речных волн по сейсмограммам станций «Ереван» и «Кирова­ бад» при 35 землетрясениях.

7.Энергетические спектры различных эпицентральных зон отличаются по характеру спектральных кривых, по макси­ мальным значениям спектральной плотности энергии и

соответствующим им величинам периодов.

8.Максимальные значения спектральной плотности энер­ гии при последующих толчках Зангезурского землетрясения 1968 г. соответствуют коротким периодам.

9.Величина, пропорциональная плотности потока энер-

210

rim, для поперечных волн имеет большие значения, чем для продольных.

10. Примененный прием определения сейсмической энер­ гии удобен тем, что используемый частотный спектр может быть с успехом применен также при решении ряда других сейсмологических задач. При решении ряда сейсмологических задач, без дополнительной затраты времени на цифровку сейсмограмм, можно вычислить и энергию землетрясения-

Г Л А В А III

СЕЙСМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ (ПРИВЕДЕННЫЕ СЕЙСМИЧЕСКИЕ УСКОРЕНИЯ)

Строительство зданий и сооружении в Армении, как и в

других

сейсмоактивных

районах СССР, ведется

с учетом

действия

сейсмических

сил, величина

которых зависит как

от спектрального состава

и характера

сейсмических

колеба­

ний грунта в основании сооружения, так и от динамических свойств самого сооружения. Для успешного решения пробле­ мы строительства в определенном сейсмоактивном районе необходимо проведение всестороннего исследования действия сейсмических сил на здания и сооружения в изучаемом районе и определение изменения величины этих сил в зависимости от различных факторов.

Представляет также интерес сравнение характера сейсми­ ческого воздействия на сооружения при взрывах и землетря­ сениях и выявление их отличительных особенностей.

Определением реакций сооружений при сейсмических воздействиях занимались как у нас в СССР, так и за рубежом (И. Л. Корчннскпй, С. В. Медведев, А. Г. Назаров, Б. К. Карапетян, Ш. Г. Напетваридзе, В. Т. Рассказовский, Э. Е. Хачиян. С. С. Дарбинян, М. А. Био, Г. В. Хаузнер, Р. Р. Мартел, И. Л. Альфорд и др.).

Оценка сейсмического воздействия на здания и сооруже­ ния при землетрясениях и взрывах производится нами путем определения приведенных сейсмических ускорений. Под при­ веденным сейсмическим ускорением i принимается такое постоянно действующее сейсмическое ускорение, которое вы­ зывает в сооружении максимальную деформацию соответст­ вующую данному землетрясению [73]. Величина зависит от периода свободных колебаний Т и меры рассеяния энергии а сооружения.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ