Влияние резонансных и нелинейных свойств грунтов на сейсмическую опасность строительных площадок

Abstract

Розглянуто питання необхідності врахування резонансних і нелінійних ефектів у ґрунтах під час сейсмічного мікрорайонування будівельних та експлуатаційних майданчиків. Резонансні і нелінійні явища тісно пов'язані один з одним і залежать від будови середовища під майданчиком та інтенсивності сейсмічних впливів. Наведено приклади того, що вказані явища є частою причиною руйнування і пошкодження сейсмостійких споруд під час землетрусів. Оцінено методи, використання яких дає змогу на сучасному рівні обчислювати частотні характеристики моделей ґрунту з урахуванням його нелінійних і резонансних властивостей. Наведено результати порівняльного аналізу теоретичних розрахунків частотних характеристик для моделей ґрунтів з різною потужністю шару і різними сейсмічними властивостями. Показано, що прояв нелінійних властивостей ґрунту залежить від його фізичних властивостей і напруженого стану. Виконано порівняння частотних характеристик ґрунтових комплексів, розрахованих з огляду на реологічні властивості, для різних будівельних майданчиків в Одеській області та в Києві. Досліджено вплив різних чинників на спектральний склад і величину коливань верхньої частини розрізу геологічного середовища під будівельним майданчиком. Сформульовано умови виникнення в ній небезпечних резонансних явищ.

The article discusses the need to take into account the resonance and nonlinear phenomena in soils for the seismic micro zoning of building and operating sites. Resonance and nonlinear phenomena are closely related to each other and depend on the structure of the medium under the site, and the intensity of seismic effects. Examples of what these phenomena are a common cause of destruction and damage of earthquake-resistant structures during earthquakes are presented. The methods that allow at a modern level to count the frequency characteristics of soil models taking into account its non-linear and resonance properties are reviewed. The results of the comparative analysis of theoretical calculations of the frequency characteristics of soil layered models with different thickness and different seismic properties are supplied. It has been shown that appearance of the nonlinear properties of the soil depends on its physical properties and stress condition. A comparison of the calculated frequency characteristics of ground systems taking into account the rheological properties for a variety of construction sites in the Odessa area in Kiev town are provided. The influence of various factors on the spectral contents and the value of oscillation of the upper section of the geological environment at the construction site are analyzed. The conditions of occurrence in it of dangerous resonance phenomena are formulated.