РСН 65-87, часть 2
3.
4.
10.
При наличии в массиве рыхлых грунтов, залегающих на скальных породах,
двух и более слоев с различной сейсмической жесткостью расчет
частотных характеристик грунтов и оценке
производятся
аналитическими методами в соответствии с разделом 4 настоящих Норм.
4. РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ
4. 1. Расчетные методы следует применять для решения задач сейсмического микрорайонирования, связанных с прогнозом поведения грунтов при сильных сейсмических воздействиях. С этой целью производятся расчеты спектральных характеристик и синтетических акселерограмм для различных моделей изучаемой среды.
4. 2. Для теоретических расчетов сейсмических воздействий моделей плоскопараллельных слоистых сред следует использовать метод тонкослоистых сред (МТС).
4. 3. Для теоретических расчетов модельных сред с границами раздела произвольной геометрической формы следует использовать метод конечных элементов (МКЭ).
4. 4. Теоретические расчеты спектральных характеристик среды следует выполнять с использованием ЭВМ на основе подбора реальных или синтетических осциллограмм (акселерограмм, велосиграмм, сейсмограмм) и параметров разреза, определяемых по результатам инженерно-геологических и геофизических исследований.
Подбор расчетных осциллограмм из реальных записей сильных землетрясений проводится по значениям магнитуды, эпицентрального или гипоцентрального расстояния, а также по значениям максимальных ускорений, скоростей колебаний или смещений, соответствующих коренному основанию. Синтетические осциллограммы подбираются только по значению максимальных ускорений, скоростей или смещений.
Примечания: 1. При использовании МТС необходимо учитывать удвоение амплитуды колебаний за счет влияния дневной поверхности, поэтому амплитуда входной осциллограммы, задаваемой в пределах полупространства, должна быть уменьшена в два раза.
2. Подобранные осциллограммы должны контролироваться по соответствию их спектральных особенностей с особенностями спектральных колебаний землетрясений данного региона.
4. 5. В МТС в качестве исходных параметров разреза следует задавать:
скорости распространения продольных и поперечных волн в каждом слое и полупространстве (коренной основе);
мощности каждого слоя;
плотности грунта в каждом слое и полупространстве;
декременты поглощения (или добротности) каждого слоя отдельно для продольных и поперечных волн.
Для оценки допустимых пределов вариаций параметров разреза по квазиоднородным участкам следует руководствоваться следующими зависимостями
;
;
где
и
- амплитуды частотных характеристик;
и
- скорости распространения поперечных волн;
и
-
частоты максимумов частотных характеристик;
и
-
мощности рыхлой толщи соответственно на сравниваемых
разрезах I
и
II
.
Квазиоднородными считаются участки, где изменение амплитуды не превышает 1,5 раза.
4. 6. В МКЭ исследуемый разрез в зависимости от геометрии слоев разбивается на конечное число элементов, характеризующихся плотностью, модулем упругости и коэффициентом Пуассона. Необходимо также задавать затухание всей расчетной модели в долях от критического.
4 . 7. Выходными данными в МТС являются частотные характеристики рыхлой толщи по горизонтальной и вертикальной компонентам колебаний, пересчитанная с полупространства на дневную поверхность реальная или синтетическая осциллограмма по одной или двум компонентам, графики коэффициента динамичности и спектры реакций.
4. 8. Выходными данными в МКЭ являются расчетные осциллограммы по 10 любым заданным точкам разреза, графики коэффициента динамичности и спектры реакций по тем же точкам. Определяется также преобладающий резонансный период колебаний расчетного разреза в целом.
4. 9. Расчетные осциллограммы (акселерограммы, велосиграммы, сейсмограммы) следует использовать для оценки сейсмических характеристик инженерно-геологических участков. Для повышения достоверности расчетных данных необходимо пересчитывать несколько реальных осциллограмм с различным спектральным составом, либо использовать синтетические осциллограммы с подходящим спектральным составом колебаний.
Примечание. Расчетные осциллограммы могут использоваться как для расчета приращений сейсмической интенсивности, так и для расчета сейсмических воздействий при проектировании.
4. 10. Приращения сейсмической интенсивности по данным теоретических расчетов оцениваются по формуле
где Ai и Аэ - значения ординат частотных характеристик на соответствующих частотах максимальных амплитуд, осциллограмм или ординат спектров реакции соответственно на исследуемом и эталонном участках.
Расчеты приращений сейсмической интенсивности необходимо проводить по группам периодов: короткие 0,1-0,3 с, средние 0,3-0,5 с, длинные 0,5-2 с.
4. 11. Необходимые для расчетов значения скоростей распространения продольных и поперечных волн в слоях в верхней части разреза следует принимать на основании сейсморазведочных наблюдений. Данные о скоростях в подстилающей толще могут быть взяты из фондовых и литературных источников. Значения декрементов поглощения продольных и поперечных волн в слоях приближенно оцениваются по литературным данным в соответствии с зависимостями
и
,
где
и
- декременты поглощения соответственно продольных и поперечных волн.
4. 12. Для более точного учета характеристик поглощения в слоях верхней части разреза необходимо проводить регистрацию сигналов на различных расстояниях от источника колебаний с помощью стандартной сейсморазведочной аппаратуры или аппаратуры, состоящей из идентифицированных каналов: сейсмометр СМ-3 и гальванометр М001 с регистрацией на осциллографе типа Н. 041.
4. 13. Оценка коэффициента поглощения производится путем построения графиков проведенных амплитуд или по разностям коэффициентов поглощения на различных частотах.
5. СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ КАРТЫ СЕЙСМИЧЕСКОГО МИКРОРАЙОНИРОВАНИЯ
5. 1. На карте сейсмического микрорайонирования следует отображать изменения сейсмической интенсивности в баллах (на дневной поверхности или на уровне планировочной либо иной расчетной отметки).
5. 2. Границы участков с различными значениями сейсмической интенсивности, как правило, должны соответствовать границам таксономических единиц, выделенных по инженерно-геологическим данным. Однородный по сейсмическим характеристикам участок может охватывать одну или несколько инженерно-геологических таксонометрических единиц.
5. 3. В легенде карты сейсмического микрорайонирования отображаются сейсмические параметры грунтов, относящиеся к моменту проведения работ, прогнозируемые для территорий активного развития естественных или техногенных процессов, а также вероятностные количественные характеристики колебаний грунтов с указанием глубины, к которой они относятся (дневная поверхность, планировочная или иная расчетная отметка).
5. 4. Вся необходимая информация представляется на карте в виде цифровых индексов, цветовой окраски, штриховки и внемасштабных условных знаков.
5. 5. Сейсмическая интенсивность в баллах указывается в виде дроби:
в числителе арабскими цифрами слева - относящаяся к моменту проведения работ; справа, в скобках - прогнозируемая;
в знаменателе - расчетная сейсмическая интенсивность (при наличии вариантов вертикального зонирования).
5. 6. Количественные характеристики колебаний грунтов указываются арабскими цифрами вверху справа от основного индекса. Каждая цифра соответствует определенному типу количественных характеристик. Типы характеристик приводятся в таблице-врезке на карте сейсмического микрорайонирования или в виде отдельных приложений к карте (спектральные характеристики, графики коэффициентов динамичности и т. п. ).
5. 7. Повторяемость сотрясений указанной интенсивности обозначается арабскими цифрами внизу справа от основного индекса. Цифры должны соответствовать периодам повторения, установленным для карты сейсмического районирования СССР, либо иным (уточненным) значениям, которые оговариваются в примечаниях к легенде.
5. 8. Цветовая окраска, соответствующая цветам карты сейсмического районирования СССР, должна отображать существующую и прогнозируемую сейсмическую интенсивность.
При одинаковой существующей и прогнозной балльности площадь окрашивается в один цвет, при различной - цветовая окраска выполняется в виде вертикальных перемежающихся полос соответствующих цветов.
5. 9. Для выделения территорий, неблагоприятных в сейсмическом отношении, используется различная штриховка. Специальными знаками наносятся линии тектонических разрывов активных в плейстоцене и голоцене или разрывные зоны с аномальными сейсмическими и физико-механическими свойствами при достаточной ширине. Если разрыв перекрыт чехлом рыхлых отложений, указывается цифрами мощность чехла в метрах.
5. 10. Приложения к карте сейсмического микрорайонирования должны содержать данные о количественных характеристиках колебаний грунтов при расчетных сильных землетрясениях (графики коэффициентов динамичности, частотные характеристики, расчетные акселерограммы).
Примечание. Перечисленная информация может быть частично представлена на карте сейсмического микрорайонирования в виде индексов, штриховки и т. п.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие положения
2. Инженерно-геологические исследования
3. Инструментальные исследования
3. 1. Методы регистрации землетрясений
3. 2. Методы регистрации взрывов
3. 3. Метод регистрации микросейсм
3. 4. Метод сейсмических жесткостей
4. Расчетные методы
5. Содержание и оформление карты сейсмического микрорайонирования