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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица III, 5а

 

 

 

 

 

 

-

 

т,Т|

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

3

 

Асг=

i

I

см'сек

 

 

 

A n

. см

I

сек

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i =

l

 

 

Грунт

 

о

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при мере рассеяния э и е р т п

 

 

при мере

рассеяния

энергии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оса

о

 

0,02

0,04

 

0,08

0,12 I 0,16

0,2

 

0,02

0,04

 

0,08 I 0.12

0,16

0.2

 

со

U

 

 

 

 

 

 

II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Базальт

0,4

46 Гор.

0,30

0,29

0,30

 

 

0,30

0,28

0,27

0,26|

0,45

0,44

0,44

 

0,43

 

0,42

0,41

0,40

Базальт

10,0

120 Гор.

5,30

5,29

5.28

 

 

5,29

5,29

5.29

5,15

5.24

5,23

5,22

 

5,22

 

5,21

5,21

5,21

Супесисугл

6,0 22,6 Гор.

13,52

13,31

13,23

 

12,78

12,49!

12,23

11,96

8,32

8,22

8,12

 

7,95

 

7,75

7,60

7,43

Супесису! л.

6,0

38 Гор.

18,74

18,03

17,49

 

16,52

15,66

14,83

14,10!

9,94

9,93,

9,82

 

9.61

 

9,40

9,19

9,00

Супесисугл.

82,0 94,6! Гор.

17,51.

17,04

16,77

 

16,29

15,94

15,37

14,96

32,72 32,99 32,10] 30,39 29,04

27,76

23,57

Супесисугл.

 

Гор.

29,76

28,01

26,39

 

23,69)

21,74

20,83

20,37

34,12

33,90

33.67

32.02

31,11

30,24

29,41

Супесисугл.

82,о; ПО Гор.

191,83| 186,56, 181,53

159,20 161,6d 155,25 147,74' 135,80 128,21,128,33

124,57 120,98 114,88 114,40

Туфы настил.

264,0 22,6

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рас г. слоем

21,6

28 Гор.

31,60

28,88

27,12

25,38!

24,23

22,93

22,55

32,58

31,52

30,51

28,62

27,57

25.75

24,55

Туфы настил.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

раст. слоем

3,0

25| Гор.

1,67

1,62

1,58

 

 

1,50

1,44

1,41

1,38

1.691

1,66

1,64'

 

1,58

 

1.52

1.48

1,45

Туфы

0,6| 14,6 Гор.

0,32

0,32

0.32

 

 

0-32

0,32

0,32

0,32!

0.12

0,12

0,12,

 

0,12

 

0,11

0,11

0,11

11 Туфы

0,6

14,61 Гор.п

1,31

1,29

1,28

 

 

1,24

1,21

1,18

1,15

0,43

0.39|

0,42;

 

0,42

 

0.40

0,40

0,39

12 Туфы (ко-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

роткозам.)

4,2 14,6 Гор

5,12

5,06

4,98

 

4,85j

4,66'

4,54'

3.84

5.13|

5,09

5,04

 

4,43'

 

1,54

1,54

1,38

13 Туфы (ко-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

роткозам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

взрывы)

4,2

14, б| Гор.п. '

6,06

5,97

5,88

 

 

5,71

5,5-1 5,39! 5,24!

1,85'

1,84

1,76!

 

1,81

 

. ,79

,76

1,74

14 Туфы (ко-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

роткозам.

 

14 Гор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

взрывы)

4,2

4,61

4,54

4,48

 

4,33

4.25

4.14

3,99

2-21

2,|9l

2,18

 

2 - И

 

2,12

2,09

2,06

15 Туфы (ко-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

роткозам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

взрывы)

4,2

Гир.п.

i2,59

12,24

12,09

11,74

 

11,09

10,78

,83

11,72

.16

 

! 1,42

 

11,20

11,01

10,81

Средние значения приведенной сейсмической скорости,

вычисленные нами по максимальным значениям

т, в горизон­

тальном и

горизонтально-перпендикулярном направлениях

в

точке 1 получились

равными,

соответственно, 0,57 см/сек

и

1,54 см/сек,

в точке 3—0,72 см/сек и 0,68 см/сек.

Следователь­

но, среднее

значение

полной

горизонтальной

составляющей

приведенной сейсмической скорости в точке 1 равно 1,64 см/секг а в точке 3—0,99 см/сек.

Таким образом, горизонтальная составляющая приведен­ ной сейсмической скорости в туфах при короткозамедленном

взрыве

в направлении

линии

взрыва

в 1,7 раза меньше, чем

в перпендикулярном к линии взрыва

направлении при одина­

ковых

расстояниях от

центра

взрыва.

По данным

- . „ а х

построены графики зависимости макси­

мальных значений приведенных сейсмических ускорений от величины меры рассеяния энергии а при фиксированных зна­ чениях периода свободных колебаний сооружений. В качестве

примеров

на рис. II 1.5

дан график

- т а х ( а )

в точке 1 при

взрыве

I

в

супесях-суглинках, а

на

рис. I I I . 13график

" m a x ! 7 )

 

в точке 5 при взрыве

I I в туфах

на

прецизионном

полигоне. Согласно этим

графикам, с увеличением

а величи­

на "max уменьшается.

При

этом

для

малых

значений

Т(0,05;

0,10

сек) уменьшение

"max

значительное.

Для

 

всех

рассмотренных

случаев построены

также кри­

вые зависимости - от времени при определенных значениях Т

и я. На рис. III.18 приведена

кривая

зависимости х

от вре­

мени при Т=0,05 сек и

а. =0,08. построенная по значениям t,

полученным по записи

горизонтальной

составляющей

сейсмо-

 

Г ; OOite*

сС • 0.08

 

 

Рис. I I I . 18. Кривая приведенных сейсмических ускорений во времени для взрыва I I в туфах (прецизионный полигон).

взрывных колебаний в туфах при количестве ВВ 0,6 кг, а на

рис. III.19—кривая

зависимости - от времени

при тех же

значениях Т и а,

построенная по значениям

полученным

234

также по записи горизонтальной составляющей сейсмовзрыв­ ных колебаний в туфах, но при короткозамедленном взры­ вании ВВ в количестве 4,2 кг. Как видно из этих графиков, затухание величины т со временем при короткозамедленном взрывании происходит быстрее, чем при мгновенном.

Рис. III.19. Кривая приведенных сейсмических ускорений во времени для короткозамедлеиного взрыва.

Представляет интерес сопоставление сейсмовзрывного

воздействия в различных грунтах.

Сравнение моментов вступлений максимальных значений приведенных сейсмических ускорений для различных грунтовпоказывает, что во всех случаях с увеличением эпицентраль­ ного расстояния и количества ВВ величина t m a x увеличивается.

При этом наибольшее увеличение t m a x

наблюдается в туфах

и базальтах, а наименьшее—в

супесях-суглинках. При ко­

роткозамедленном

взрывании

ВВ в туфах при одинаковых

эпицентральных

расстояниях

7-кратное увеличение коли­

чества ВВ по сравнению с мгновенным

взрывом по горизон­

тально-перпендикулярной составляющей почти не изменяет

верхний

предел величины t m a x

, а по горизонтальной состав­

ляющей изменяет только в 1,6 раза.

 

При сравнении спектров приведенных сейсмических уско­

рений для

различных грунтов

можно отметить, что

спектры

^ т а х С Г)

для

сейсмовзрывных

колебаний имеют

характер

кривых,

монотонно убывающих с увеличением периода сво­

бодных колебаний, и могут быть приближенно описаны гипер­ болой. При увеличении эпицентрального расстояния или количества ВВ на спектрах ^max (Т) появляются незначи­

тельные пики.

Так, например, в базальтах при количестве ВВ

в 0.4 кг пиков

на

спектрах

^тах(Т) не имеется,

а при

коли­

честве ВВ в 10 кг

появляются незначительные

пики

на пе­

риодах 0

.3, 0,45 и 0,6 сек. В супесях-суглинках при количестве

ВВ в 6 и

8 2 кг на

спектрах

'тах(Т) точки 1 пиков не наблю-

235

дается, а на спектрах w ( T ) более удаленной точки 3 име­ ется незначительный пик при периоде 0,2 сек. При увеличении

количества ВВ до 264 кг на спектрах

- т а

х

( Т )

и точки

1 име­

ется незначительный пик на периоде 0,6

сек.

 

 

 

В туфах, настилаемых растительным

слоем, в спектрах

- т а х ( Т ) при количестве

ВВ в 3 кг пиков не

имеется,

но

при

количестве ВВ в 21,6 кг появляется

пик

 

на периоде

0,2

сек.

В туфах без верхнего

растительного

слоя

 

при

количестве

ВВ

в 0,6 кг на спектрах

'тах(Т) горизонтальной составляющей

пиков не имеется, а на

спектрах tI I i a x (T)

 

горизонтально-пер­

пендикулярной составляющей имеются незначительные пики

при

0,15

и

0,3

сек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

короткозамедленном

взрывании

ВВ

на

спектрах

"шах(Т)

горизонтальной

составляющей

точки

1

пиков не

имеется,

но на

спектрах

'тах(Т) 3 точки имеются

незначи­

тельные пики на периоде 0,35 и 0,6 сек. На спектрах

-,па.\{Т)

по горизонтально-перпендикулярной составляющей

как 1, так

п 3 точек имеются четкие пики, соответственно, на

периодах

0,25

и 0,5

сек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Меры интенсивности сейсмовзрывных колебании имеют

наибольшие

значения

в

супесях-суглинках

(табл.

II 1.5,5а).

 

Для всех рассмотренных случаев построены кривые за­

висимости относительных

значений х ш а х / ( т ш а х ) п К 1 Х

приведенных

сейсмических

ускорений

от периода

свободных

колебании

Т. При

этом

-,пах

максимальная

величина

приведенного

сейсмического

ускорения

при

фиксированных значениях я и

Т, a

( x n l a

x ) m a x

максимальное

значение

х т а х

при определен­

ном

а, т.

е.

это максимальная

величина

приведенного сейс­

мического ускорения при значениях Т = 0,05--3,0 сек и фиксированном значении у.. На основании этих кривых от­ дельно для базальтов, супесей-суглинков, туфов при обыч­ ных взрывах и туфов при короткозамедленных взрывах по­ лучены ОСреДНеННЫе ГрафИКИ ЗаВИСИМОСТИ ~max/(~max)max от Т

для

семи (0;

0,05; 0,04; 0,08; 0,12; 0,16 и

0,2)

значений ме­

ры

рассеяния

энергии

сооружения а (рис. Ш. 20—III.

26).

 

Согласно этим графикам, при л=0 для периодов свобод­

ных

колебаний

сооружения Т=0,05—0,25

сек

наибольшие

значения x , n a x / ( - : r . , a x ) - m a x

наблюдаются для супесей-суглинков'

затем для туфов

при

короткозамедленных

взрывах,

туфов

при

обычных

взрывах

и наименьшие значения —для

базаль­

тов. Следовательно, наименьшее спадание максимальных значений приведенных сейсмических ускорений с увеличе-

236

нием периода имеет место в супесях-суглинках, а наиболь­ шее—в базальтах. Начиная с Т = 0,25 сек наибольшие значения "ш;.х/("тах)ша.ч наблюдаются в туфах при короткозамедленных взрывах, затем в супесях-суглинках, туфах при обычных

и

«•

II

Hi­

ss .

HI-

О» -

as -

аг -

Рис. III.20. Кривые зависимости относительных значений приведенных сейсмических ускорений для различных грунтов от периода свободных

колебаний сооружения при мере рассеяния энергии равном 0.

взрывах

и

наименьшие значения —в

базальтах. Начиная с

Т —0,45 сек

наименьшие

значения -max/(^max)max наблюдаются

в туфах

при обычных

взрывах. Начиная с Т = 1 , 9 сек

наи­

большие

значения tmax/('cmax)mox наблюдаются снова в

супе­

сях-суглинках.

 

 

 

При

а=0,02—0,08

для периодов

Т = 0,05—0,25

сек и

Т>1,45 сек наибольшие значения tmax/^maxjmax соответствуют

супесям-суглинкам.

Для периодов Т = 0,25—1,45 сек

наи­

большие значения

Wx/C'wnax^max наблюдаются в туфах

при

короткозамедленных

взрывах.

 

При а=0,1*2—0,2 наибольшие значения ~,nax/(~niax)uiax Для периодов Т=0,05—0,25 сек и Т>1,25 сек соответствуют супесям-суглинкам, а для периодов Т=0,25—1,25 сек—туфам при короткозамедленны.ч взрывах.

Рис. 111.21. Кривые зависимости от­ носительных значений приведенных сейсмических ускорений для различ­ ных грунтов от периода свободных колебаний сооружения при мере рас­

сеяния энергии равном 0,02.

Рис. 111.22. Кривые зависимости отно сительиых значений приведенных сен смических ускорений для различны: грунтов от периода свободных коле баний сооружения при мере рассея

иия энергии равном 0,04.

Наименьшие значения tnW^maxLax при а=0,02—0,2 для всех рассматриваемых значений периодов Т=0,05—3,0 сек наблюдаются в туфах при обычных взрывах.

ЗаВИСИМОСТЬ ВеЛИЧИН ^тах/Ч'тах^ах 0 Т МбрЫ рЭССвЯННЯ

энергии сооружения а в различных грунтах разная. В этом •смысле наиболее устойчивыми являются туфы. Для них ве­ личина ттах('стаХ)тах мало изменяется с изменением я. Наи-

.238

более неустойчивыми являются базальты, для которых ве­ личина i,mix/(-n>ax)niaS сильно (до 5 раз) изменяется при уве­ личении о. от 0 до 0,2.

"V*

1.0

оС =0.08

я7

Рис. III.23. Кривые зависимости от­ носительных значений приведенных сейсмических ускорений для различ­ ных грунтов от периода свободных колебаний сооружения при мере рас­

сеяния энергии равном 0,08.

Рнс. I I 1.24.

Кривые зависимости от­

носительных

значении

приведенных

сейсмических

ускорении

для различ­

ных грунтов от периода свободных колебаний сооружения при мере рас­ сеяния энергии равном 0,12.

На рис. 111.27 приведены графики зависимости средних величин приведенных сейсмических скоростей от меры рас­ сеяния энергии сооружений и для различных грунтов. При этом номера на рис. 111.27 соответствуют порядковым номе­ рам табл. III.5. Согласно этим графикам, с уменьшением эпицентрального расстояния и увеличением количества ВВ величина приведенной сейсмической скорости увеличивается.

Наибольшие значения приведенных сейсмических ско-

Рис. 111.25. Кривые зависимости от­ носительных значений приведенных сейсмических ускорений для различ­ ных грунтов от периода свободных колебаний сооружения при мере рас­

сеяния энергии равном 0,16.

Рис. III.26. Кривые зависимости от­ носительных значений приведенных сейсмических ускорении для различ­ ных грунтов от периода свободных колебаний сооружения при мере рас­

сеяния энергии равном 0,20.

 

 

 

Рис. III.27. Кривые зависимости при­

 

 

 

веденных

сейсмических

скоростей

 

 

 

при взрывах в различных грунтах от

 

 

 

меры рассеяния энергии

сооружений

 

 

 

(номера

соответствуют

порядковым

not

иг

on

в.г *

номерам табл. I I I .5)

 

 

ростей наблюдаются в супесях-суглинках и в туфах, насти­ лаемых растительным слоем, при большом количестве ВВ. Для указанных грунтов величина приведенной сейсмической скорости сильно зависит от меры рассеяния энергии а. Для базальтов с изменением о. от 0 до 0,2 величина приведенной сейсмической скорости почти не изменяется.

§ 111.3. О П Р Е Д Е Л Е Н И Е П Р И В ЕД Е Н Н Ы Х СЕЙСМИЧЕСКИХ УСКОРЕНИИ П Р И ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯХ

Приведенные сейсмические ускорения, возникающие в зданиях и сооружениях при землетрясениях, определены по составляющим С—Ю записи смещений колебаний частиц грунта, зарегистрированных на сейсмической станции «Ере­ ван» при трех землетрясениях. При этом анализ производил­ ся отдельно по продольным, поперечным и поверхностным волнам, выделенным на записях землетрясений.

Значения приведенных сейсмических ускорений t m n x для различных Т и а, максимальные их величины и моменты их вступлений t,„ax вычислены по записям продольной Р , по-

Рис. III.28. Кривые зависимости приведенных сейсмических ускорений от периода свободных колебаний сооружения при различных значениях меры рассеяния энергии для составляющей С—Ю продольной волны, записанной на станции «Ереван» при землетрясении 23.V 1954 г.

241

16—32

перечной S и поверхностной L волн при трех землетрясе­ ниях.

Эпицентр первого землетрясения расположен в централь­ ной части Л1алого Кавказа (<р =40°24', >.=44°40') на расстоянии 30 км от г. Еревана. На рис. 1.47 эпицентр этого землетрясения обозначен цифрой 1. Глубина залегания очага равна 24 км.

/!.../

"А—

Рис. 111.29. Кривые зависимости приведенных сейсмических ускорений от меры рассеяния энергии при различных периодах свободных колебаний сооружения для составляющей С—Ю продольной волны, записанной на станции «Ереван» при землетрясении 23.V 1954 г.

На

спектрах

приведенных

сейсмических ускорений

-niax(T) волны Р (рис. I I 1.28) имеются пики

при периодах

0,2; 0,45; 0,6 и 0,8 сек. Эти пики при малых значениях

меры

рассеяния

энергии

сооружения

а ( а = 0 ; 0,02; 0,04)

имеют

резко

выраженный

характер. С увеличением

а пики

стано­

вятся

менее выраженными, некоторые из них исчезают (так,

например, при а =0,12; 0,16 и 0,20 пики при периоде 0,45 сек

уже не наблюдаются)

и при а.

=0,2 спектр ^max (Т) при указан­

ных выше

периодах

имеет совсем

незначительные

пики и

характер

сглаженной

кривой.

 

 

 

Начиная с периода

Т = 1,4 сек величины

- , п а х при разных

значениях

а почти не отличаются, т. е. все

спектры

- m a x (Т)

при разных а сливаются в один спектр.

 

 

Максимальные

значения

приведенных сейсмических

ускорений

от волны S в основном

имеют большие

значения

242

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ