Анализ вероятностных спектров колебаний грунта и спектров реакции с учетом локальных грунтовых условий

Abstract

Постановка задачи. На примере сильного землетрясения, произошедшего в Дагестане в 1970 году, магнитудой М = 6,7 показаны практические способы и результаты прогнозирования вероятных спектров Фурье и спектров реакции, учитывающие характеристики очаговой зоны и локальные грунтовые условия при сильном сейсмическом воздействии. Рассматривается изменчивость реакций, связанная со случайностью фазового угла отдельных гармоник общего колебания и неопределенностей параметров колебания грунта. Это позволит получить набор региональных или локальных спектров реакции с заданными вероятностями непревышения нагрузок, что дает возможность проектировщикам выбирать исходные нагрузки в зависимости от вида здания или сооружения (в зависимости от степени его ответственности). Результаты. Достоверность оценок спектров Фурье и спектров реакции, полученных при единичном событии, позволяет решить задачу оценки сейсмической опасности в терминах спектров Фурье и спектров реакции. Но надо отметить, что такой способ оценки сейсмической нагрузки может приводить к увеличению стоимости строительства, так как в этом случае мы закладываем нагрузку с большим запасом, поэтому такая методика применима для проектирования и строительства зданий и сооружений, в которых недопустимы деформации (например, атомных электростанций). Выводы. Учет грунтовых факторов в вероятностной постановке следует проводить при наличии большого количества экспериментальных данных о составе, свойствах и реакции данного типа грунта, позволяющих построить функции плотности вероятности распределения спектральных характеристик, а также характеристики очаговой зоны. Statement of the problem. Using the example of a strong earthquake that occurred in Dagestan in 1970 with a magnitude of M = 6.7, practical methods and results of forecasting the variable Fourier spectra and reaction spectra, taking into account the characteristics of the focal zone and local ground conditions under strong seismic influence, are shown. It became possible to consider the variability of reactions associated with the randomness of the phase angle of individual harmonics of the general oscillation and the uncertainties of the parameters of the ground oscillation. In turn, this will allow us to obtain a set of regional or local reaction spectra with given probabilities of not exceeding the loads, which allows designers to choose the initial loads depending on the type of building or structure (depending on the degree of its responsibility). Results. The reliability of estimates of Fourier spectra and reaction spectra obtained during a single event allows us to solve the problem of assessing seismic hazard in terms of Fourier spectra and reaction spectra. But, it should be noted that this method of assessing the seismic load can lead to an increase in the cost of construction, since in this case we lay the load with a large margin, so this technique is applicable for the design and construction of buildings and structures in which deformations are unacceptable (nuclear power plants, etc.). Conclusions. Consideration of soil factors in the probabilistic formulation should be carried out in the presence of a large amount of experimental data on the composition, properties and reaction of this type of soil, allowing to construct the probability density functions of the distribution of spectral characteristics, as well as the characteristics of the focal zone.