Влияние нелинейных свойств среды на сейсмический эффект сильных землетрясений
Актуальность работы. Традиционно сейсмические воздействия в практике сейсмостойкого строительства оцениваются величиной пикового горизонтального ускорения грунта. При анализе последствий сильных и разрушительных землетрясений необходимо учитывать многофакторность влияния процесса землетрясения на за...
| Main Authors: | , , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Vladikavkaz Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences, Geophysical Institute
2022-12-01
|
| Series: | Геология и геофизика Юга России |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://geosouth.ru/article/view/776 |
| _version_ | 1797745060706516992 |
|---|---|
| author | Д.А. Мельков А.Ф. Габараев М.И. Фидарова Т.И. Мерзликин З.В. Персаева |
| author_facet | Д.А. Мельков А.Ф. Габараев М.И. Фидарова Т.И. Мерзликин З.В. Персаева |
| author_sort | Д.А. Мельков |
| collection | DOAJ |
| description | Актуальность работы. Традиционно сейсмические воздействия в практике сейсмостойкого строительства оцениваются величиной пикового горизонтального ускорения грунта. При анализе последствий сильных и разрушительных землетрясений необходимо учитывать многофакторность влияния процесса землетрясения на застройку. Известно, что нелинейные свойства среды оказывают влияние на спектральный состав и амплитуду колебаний на поверхности толщи, что обуславливает зависимость сейсмического эффекта от уровня воздействия. Целью работы является установление связи инструментальной сейсмической интенсивности с нелинейными свойствами среды в сложных инженерно-геологических и геоморфологических условиях. Методы работы. Моделирование колебаний грунтовой толщи выполнялось методом конечных элементов. Основные механические свойства среды были дополнены параметром, характеризующим нелинейную зависимость «напряжение-деформация». Результаты работы. Выполнено моделирование сейсмических колебаний грунтовой толщи с различным значением параметра крутизны нелинейной зависимости «напряжение-деформация». В результате установлены различия в спектральном составе и пространственном распределении энергии колебаний. В нелинейных спектрах происходит перераспределение энергии в более высокочастотную область, кратную основному пику, тем сильнее, чем сильнее крутизна кривой «напряжение-деформация». Установлено, что в целом различные инструментальные меры интенсивности имеют одинаковый характер изменения вдоль профиля, исключение составляет кумулятивная абсолютная скорость, распределение которой сильно меняется для разных значений крутизны кривой «напряжение-деформация». Степень проявления нелинейных свойств грунтов также может характеризоваться величиной площади нормированного спектра, увеличение которой связано с увеличением ширины спектра, обусловленной перераспределением энергии в более высокочастотную область. |
| first_indexed | 2024-03-12T15:18:06Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-8e62b53122f949e0acf9ece38cafef16 |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 2221-3198 2686-7486 |
| language | English |
| last_indexed | 2024-03-12T15:18:06Z |
| publishDate | 2022-12-01 |
| publisher | Vladikavkaz Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences, Geophysical Institute |
| record_format | Article |
| series | Геология и геофизика Юга России |
| spelling | doaj.art-8e62b53122f949e0acf9ece38cafef162023-08-11T11:04:48ZengVladikavkaz Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences, Geophysical InstituteГеология и геофизика Юга России2221-31982686-74862022-12-01124Влияние нелинейных свойств среды на сейсмический эффект сильных землетрясенийД.А. Мельков0А.Ф. Габараев1М.И. Фидарова2Т.И. Мерзликин3З.В. Персаева4Геофизический институт Владикавказского научного центра Российской академии наук, Россия, 362002, РСО-Алания, г. Владикавказ, ул. Маркова, 93аГеофизический институт Владикавказского научного центра Российской академии наук, Россия, 362002, РСО-Алания, г. Владикавказ, ул. Маркова, 93аГеофизический институт Владикавказского научного центра Российской академии наук, Россия, 362002, РСО-Алания, г. Владикавказ, ул. Маркова, 93аГеофизический институт Владикавказского научного центра Российской академии наук, Россия, 362002, РСО-Алания, г. Владикавказ, ул. Маркова, 93аГеофизический институт Владикавказского научного центра Российской академии наук, Россия, 362002, РСО-Алания, г. Владикавказ, ул. Маркова, 93аАктуальность работы. Традиционно сейсмические воздействия в практике сейсмостойкого строительства оцениваются величиной пикового горизонтального ускорения грунта. При анализе последствий сильных и разрушительных землетрясений необходимо учитывать многофакторность влияния процесса землетрясения на застройку. Известно, что нелинейные свойства среды оказывают влияние на спектральный состав и амплитуду колебаний на поверхности толщи, что обуславливает зависимость сейсмического эффекта от уровня воздействия. Целью работы является установление связи инструментальной сейсмической интенсивности с нелинейными свойствами среды в сложных инженерно-геологических и геоморфологических условиях. Методы работы. Моделирование колебаний грунтовой толщи выполнялось методом конечных элементов. Основные механические свойства среды были дополнены параметром, характеризующим нелинейную зависимость «напряжение-деформация». Результаты работы. Выполнено моделирование сейсмических колебаний грунтовой толщи с различным значением параметра крутизны нелинейной зависимости «напряжение-деформация». В результате установлены различия в спектральном составе и пространственном распределении энергии колебаний. В нелинейных спектрах происходит перераспределение энергии в более высокочастотную область, кратную основному пику, тем сильнее, чем сильнее крутизна кривой «напряжение-деформация». Установлено, что в целом различные инструментальные меры интенсивности имеют одинаковый характер изменения вдоль профиля, исключение составляет кумулятивная абсолютная скорость, распределение которой сильно меняется для разных значений крутизны кривой «напряжение-деформация». Степень проявления нелинейных свойств грунтов также может характеризоваться величиной площади нормированного спектра, увеличение которой связано с увеличением ширины спектра, обусловленной перераспределением энергии в более высокочастотную область.http://geosouth.ru/article/view/776макросейсмическая интенсивностьпараметры движения грунтаспектральный составинструментальная сейсмическая интенсивность |
| spellingShingle | Д.А. Мельков А.Ф. Габараев М.И. Фидарова Т.И. Мерзликин З.В. Персаева Влияние нелинейных свойств среды на сейсмический эффект сильных землетрясений Геология и геофизика Юга России макросейсмическая интенсивность параметры движения грунта спектральный состав инструментальная сейсмическая интенсивность |
| title | Влияние нелинейных свойств среды на сейсмический эффект сильных землетрясений |
| title_full | Влияние нелинейных свойств среды на сейсмический эффект сильных землетрясений |
| title_fullStr | Влияние нелинейных свойств среды на сейсмический эффект сильных землетрясений |
| title_full_unstemmed | Влияние нелинейных свойств среды на сейсмический эффект сильных землетрясений |
| title_short | Влияние нелинейных свойств среды на сейсмический эффект сильных землетрясений |
| title_sort | влияние нелинейных свойств среды на сейсмический эффект сильных землетрясений |
| topic | макросейсмическая интенсивность параметры движения грунта спектральный состав инструментальная сейсмическая интенсивность |
| url | http://geosouth.ru/article/view/776 |
| work_keys_str_mv | AT damelʹkov vliânienelinejnyhsvojstvsredynasejsmičeskijéffektsilʹnyhzemletrâsenij AT afgabaraev vliânienelinejnyhsvojstvsredynasejsmičeskijéffektsilʹnyhzemletrâsenij AT mifidarova vliânienelinejnyhsvojstvsredynasejsmičeskijéffektsilʹnyhzemletrâsenij AT timerzlikin vliânienelinejnyhsvojstvsredynasejsmičeskijéffektsilʹnyhzemletrâsenij AT zvpersaeva vliânienelinejnyhsvojstvsredynasejsmičeskijéffektsilʹnyhzemletrâsenij |