Упрощенная HTML-версия
Атомное строительство I 24
54
тема
номера
РИС.2 Зависимость грунтового коэффициента от сейсмической жесткости
Параметры моделей: слой С - Vs = 750
м/с, ρ = 1,95 г/см3; слой В - Vs = 375
м/с, ρ = 1,85 г/см3. Мощности обоих сло-
ев - 15 м, а подстилаются они упругим
полупространством с Vs = 1000 м/с и ρ
= 2,3 г/см3. Расчеты проводились с ис-
пользованием программы NERA. На вход
системы слоев подается дельта-импульс.
Амплитуда входного импульса равна 0,2
g, что соответствует 8-балльному воз-
действию. Как известно, спектр реакции
системы на такое воздействие представ-
ляет собой частотную характеристику
системы слоев. Выходными данными в
расчетах являются спектр Фурье, спектр
реакции и коэффициент динамичности.
Для простоты приведем на рис. 3 спек-
тры реакции, поскольку они отобража-
ют как частотные, так и амплитудные
особенности спектра. Очевидно, что для
моделей CB и BC различаются как форма
спектральной кривой, так и, что особенно
наглядно, уровень спектров. Для модели
СВ он примерно в 2 раза выше, что объ-
ясняется строением грунтовой толщи:
в строении модели ВС присутствует ин-
версный низкоскоростной слой и к тому
же самая верхняя часть разреза в моде-
ли CB представлена слоем с повышенной
сейсмической жесткостью.
Обратим внимание на то, что приведен-
ные коэффициенты динамичности по-
лучены в предположении линейности
свойств грунта и параметров сейсмиче-
ских воздействий. Существенное влияние
нелинейных процессов на значения ко-
эффициентов динамичности показыва-
ет рис. 4, где приведены коэффициенты
динамичности линейной и нелинейной
моделей. Сейсмические параметры мо-
делей и мощность слоя одинаковы. Раз-
личаются коэффициенты нелинейности
и интенсивность сейсмических воз-
действий. В линейном случае величи-
на возбуждающего импульса 0,1 g, а в
нелинейном случае амплитуда импуль-
са 0,4 g. Несмотря на это амплитуда
спектра реакции в нелинейном случае
заметно ниже. Коэффициент динамич-
ности в нелинейном случае не превы-
шает 3,5, в то время как для линейного
случая он немного ниже 6,0. Заметно
изменился спектральный состав: в
спектре линейной модели представле-
ны высокочастотные составляющие (с
более короткими периодами).
Таким образом, в отношении учета
резонансных явлений в грунтах Рос-
сийские нормативные документы нуж-
даются в существенных улучшениях. В
частности, имеет место существенное
отличие полученных на моделях зна-
чений коэффициента динамичности от
предлагаемых нормативом [ 1 ] значе-
ний (не более 2,5 для всех типов грун-
тов). Одним из насущных предложений
по этому вопросу является отказ от
нормативных значений коэффициентов
динамичности и использование значе-
ний, определяемых на основе расчетов
реальных моделей грунтовых толщ.
Заключая этот раздел отметим, что
взамен грунтовых категорий основным
понятием СМР, определяющим особен-
ности
инженерно-сейсмологических
изысканий на изучаемой территории,
предлагается использование понятия
модель сейсмогрунтовых условий. К
этому понятию относятся все локаль-
ные особенности геологической обста-
новки, определяющие специфику сейс-
мических воздействий - их амплитуду и
спектральный состав. При этом же-
лательно представлять сейсмический
разрез на глубину до скального фун-
дамента или до регионального гори-
зонта грунтов с достаточно высокой
сейсмической жесткостью.
Заключительные предложения отно-
сительно нормативов
Остается рассмотреть вопрос, а как
приведенные соображения повлияют
на содержание нормативных доку-
ментов? Что из них может получить
свое место в будущих нормативах?
Изложенные общие соображения в
тезисной форме могут быть пред-
ставлены в следующем виде.
1. Инструментальные характеристи-
ки сейсмических воздействий дела-
ют необязательным использование
балла, вместо которого предлага-
ется использовать непрерывно рас-
пределенные физические величины
- ускорения, периоды и длительно-
сти сейсмических колебаний. это не
означает, что понятие балла вообще
следует убрать из употребления при
решении любых сейсмологических
проблем. Например, в вопросах пале-
осейсмологии использование балла
оказывается едва ли единственной
возможностью решать практически
значимые задачи.
2. Становится необязательным ис-
пользование понятия грунтовых ка-
тегорий. Вместо них при описании
свойств грунтового массива предла-
гается использовать сейсмическую
жесткость, которая адекватно ха-
рактеризует непрерывность свойств
грунтов. Опять же можно и в данном
случае повторить: грунтовые кате-
гории можно использовать, если не
стоит задача точного, адекватного
описания сейсмических свойств грун-
та.
3. Для учета влияния свойств грун-
та на сейсмическую интенсивность
предлагается использовать грунто-
вые коэффициенты (S) для высокоча-
стотной - выше 2 Гц и низкочастот-
ной (L) - в диапазоне от 0,25 Гц до
2 Гц - частей спектра сейсмических
колебаний.
4. Вместо понятия «среднего» грун-
та вводится понятие «референтного»
грунта, по отношению к которому
следует оценивать реакцию исследу-
емых грунтов на сейсмические воз-
действия. В качестве «референтного»
грунта рекомендуется принять грун-
ты повышенной сейсмической жест-
кости, что позволит избежать влия-
ния нелинейности свойств грунтов