Сейсмічна реакція різних за будовою ділянок території Києва на сейсмічні навантаження
DOI:
https://doi.org/10.24028/gzh.v43i5.244077Ключові слова:
аналіз сейсмічної реакції ґрунту, спектр реакції, амплітудний спектр Фур’є, пікове прискорення ґрунту, пікова зсувна деформація ґрунтуАнотація
Метою досліджень, описаних у статті, є оцінювання сейсмічної реакції трьох різних таксонометричних ділянок, виділених методом інженерно-геологічних аналогій у межах території Києва, на сейсмічні навантаження з різним спектральним складом і максимальною амплітудою від 0,01 g до 0,06 g. Оцінювання впливу місцевих ґрунтових умов на інтенсивність прояву землетрусів є важливим завданням сейсмостійкого проєктування і будівництва. Ґрунтова товща в основі досліджуваного майданчика діє на сейсмічні коливання як фільтр. Вона підсилює або послаблює амплітуду сейсмічної хвилі, що поширюється від корінних порід до вільної поверхні. Розглянуто механізми можливого підсилення сейсмічних коливань різними ґрунтовими комплексами та методи розрахунку сейсмічної реакції на сейсмічні навантаження різної інтенсивності. Як аналітичний інструмент для аналізу реакції досліджуваних таксонометричних ділянок на сейсмічні коливання (сейсмічної реакції) застосовано еквівалентний лінійний аналіз, який є всесторонньо вивченим і широко використовуваним у практиці інженерної сейсмології. Для виділених ділянок побудовано моделі ґрунтових товщ і розраховано графіки зміни з глибиною пікової зсувної деформації (pick shear strain) і пікового прискорення ґрунту PGA (pick ground acceleration), а також прогнозні (очікувані із заданою імовірністю неперевищення) амплітудні спектри Фур’є сейсмічних коливань у верхньому шарі та спектри реакції одиничних осциляторів із 5%-ним згасанням на сейсмічні впливи з максимальною амплітудою від 0,01 g до 0,06 g. Наведено результати порівняльного аналізу зміни величини зазначених параметрів на окремих ділянках Києва. Показано, що для оцінювання потенційної небезпеки від сейсмічних коливань ґрунту під час землетрусів необхідно використовувати максимальну кількість розрахункових параметрів, якими характеризують сейсмічну небезпеку конкретних ділянок та які застосовують для визначення сейсмостійкості будинків і споруд. Найповніше сейсмічну небезпеку для розрахунку сейсмостійкості об‘єктів задають розгорнутим у часі повним вектором сейсмічних коливань: розрахунковими акселерограмами, сейсмограмами та велосиграмами. Наведені результати розрахунків планується використовувати з метою вирішення методологічних і практичних завдань захисту від землетрусів, здатних реалізуватися на різних ділянках території Києва.
Посилання
National standard DSTU-B-B.1.1-28: 2010 «Protection against dangerous geological processes, harmful operational impacts, fire. Seismic intensity scale». (2010). Kyiv: Derzhbud Ukrainy, 78 p. (in Ukrainian).
SBC В.1.1-12:2014. Building in seismic region of Ukraine. (2014). Kyiv: Ministry of Regional Development, Building and Housing of Ukraine, 110 p. (in Ukrainian).
SBC А.2.1-1-2014. Engineering Surveys for Buildings. (2014). Kyiv: Ministry of Regional Development, Building and Housing of Ukraine, 63 p. (in Ukrainian).
Aki, K., & Richards, P. (1980). Quantitive seismology: Theory and methods. San Francisco: Freeman and Company, 557 p.
Anderson, J. G., & Hough, S. E. (1984). A Model for the Shape of the Fourier Amplitude Spectrum of Acceleration at High Frequencies. Bulletin of the Seismological Society of America, 74(5), 1969—1993. https://doi.org/ 10.1785/BSSA0740051969.
Biot, M. (1934). Theory of vibration of buildings during earthquake. Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik, 14(4), 213—223. https://doi.org/10.1002/zamm.19340140405.
Chen, K. C., Chiu, J. M., & Yang, Y. T. (1996). Shear Wave Velocity of Sedimentary Basin in the Upper Mississippi Embayment Using S-to-P Converted Waves. Bulletin of the Seismological Society of America, 86(3), 848—856. https://doi.org/10.1785/BSSA0860030848.
Darragh, R. B., & Shakal, A. F. (1991). The Site Response of Two Rock and Soil Station Pairs to Strong and Weak Ground Motions. Bulletin of the Seismological Society of America, 81(5), 1885—1899. https://doi.org/10.1785/BSSA0810051885.
Idriss, I. M., & Seed, H. B. (1968). Seismic response of horizontal soil layers. Journal of the Soil Mechanics and Foundations, 94(4), 1003—1031. https://doi.org/10.1061/JSFEAQ.0001163.
Kavazanjian, E., JrMatasovic, N., Hadj-Hamou, T. & Sabatini, P. J. (1997). Geotechnical Earthquake Engineering for Highways, 1. Design Principles, Geotechnical Engineering Circular No 3. US Federal Highway Administration. Retrieved from https://vulcanhammernet.files.wordpress.com/2017/01/009759.pdf.
Kendzera, O., & Semenova, Y. (2020). Seismic zoning of Kyiv in physical parameters of soil oscillations. Geodynamics, (2), 97—106. https://doi.org/10.23939/jgd2020.02.097.
Kramer, S. L. (1996). Geotechnical Earthquake Engineering. New York: Prentice Hall, Upper Saddle River, 672 p.
Schnabel, P. B., Lysmer, J., & Seed, H. B. (1972). SHAKE: A computer pro-gram for earthquake response analysis of horizontally layered sites. Report No. EERC 72-12. Berkeley, California: Earthquake Engineering Research Center, University of California, 102 p.
Suyehiro, K. A (1926). Seismic Vibration Analyser and the Records Obtained Therewit. Bulletin of the Earthquake Research Institute-University of Tokyo, (1), 59—64.
Wood, H. O. (1908). Distribution of apparent intensity in San Francisco, in The California earthquake of April 18, 1906, Report of the State Earthquake Investigation Commission (pp. 220—245). Carnegie Inst. Washington Pub. 87, Washington, D.C.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
