Повышение сейсмической устойчивости увлажнённых лёссовых оснований

Аннотация

The features of construction in seismic areas on moist subsidence loess soils are given. Some options for determining the calculated value of the seismicity coefficient and seismic stability coefficient are outlined. Information is given on measures (aimed at reducing the calculated seismicity of the site and related to the design of earthquake-resistant foundations) that ensure the seismic resistance of buildings and structures built on moist subsiding loess soils. Keywords: moisturized; water-saturated; loess soil; seismic areas; seismic resistance; seismicity coefficient; seismic stability coefficient; calculated seismicity of the site; soil conditions coefficient; point increment; critical and seismic acceleration. Введение. Как известно, что все мероприятия, обеспечивающие сейсмостойкости зданий и сооружений построенных на увлажнённых просадочных лёссовых грунтах, можно разделить на две группы: 1)направленные на понижение расчётной сейсмичности площадки; 2) связанные с проектированием сейсмостойких зданий и сооружений. Чтобы обеспечить сейсмическую устойчивости проектируемых зданий и сооружений на увлажнённых просадочных лёссовых грунтах в сейсмических районах нужно первый очередь предварительно определить расчётную сейсмичность строительной площадки. Ниже рассмотрим некоторых вариантов определение расчётной величины коэффициента сейсмичности. Результаты. Д.Д.Барканом, Ю.Г.Трофименковым и М.Н.Голубцовой установлено приращение сейсмической интенсивности для связных грунтов в зависимости от показателей прочностных свойств грунтов. Они предлагают ввести поправочный коэффициент Кгр. для учёта влияния грунтовых условий в значение коэффициента сейсмичности Кс. Расчётная величина коэффициента сейсмичности КР С определяется из выражения: КР= Кгр. Кс. (1) С Для определения коэффициента грунтовых условий Кгр. авторы исходят из величины расчётного давления на грунт Рр, вычисляемого на основании прочностных характеристик грунтов конкретной строительной площадки. В качестве средней сейсмической характеристики грунта, по которой определяется сейсмическая балльность района, рекомендуется расчётное давление порядка 2,5 кгс/см2 (0,25 МПа), что приводит к некоторой условности. Для таких грунтов Кгр. = 1, для всех остальных устанавливается приращение бальности в виде: 171 𝟐,𝟓 Кгр. = (2) Рр Следует отметить, что результаты этих исследований позволяют достаточно обоснованно оценить расчётную балльность зданий и сооружений. где, Кгр.-коэффициент грунтовых условий; КР -расчётное значение коэффициента сейсмичности; С Рр –расчётное давление на грунт; Кс –коэффициент сейсмичности, соответствующей балльности района и определяемый для средних грунтовых условий по таблицам строительных норм и правил(например, по международной шкале MSK-64 для 7 баллов – 0,025, для 8 баллов - 0,05 и для 9 баллов – 0,1). По разработанному методу проф.Х.З.Расулова(Узбекистан)”сейсмоустойчивого основания” приращение балльности конкретной строительной площадки рассчитывается по значениям коэффициента сейсмической устойчивости К уст К = 𝜶кр (3) уст 𝜶с где, 𝜶 – максимальное сейсмическое ускорение, соответствующее с балльности по карте сейсмического районирования территории СНГ(СССР); 𝜶 – критическое ускорение. кр Условием соответствия балльности данной площадки балльности, установленной для данного района по карте СНГ(СССР),является Куст = 1,0. Величина максимального сейсмического ускорения 𝜶 может быть определена по с данным С.В.Медведева, установленным для землетрясений с периодами 0,1 – 0,5 с. Для выполнения лишь предварительных расчётов допускается использование значения сейсмического ускорения, приведённого в табл. 1 Таблица 1. Значения сейсмических ускорений по шкале MSK-1964 Сила землетрясения, Расчётное ускорение, мм/с𝟐 балл 5 120< 𝛼 ≤250 6 250< 𝛼 ≤500 7 500< 𝛼 ≤1000 8 1000< 𝛼 ≤2000 9 2000< 𝛼 ≤4000 10 4000< 𝛼 ≤8000 Интенсивность сейсмического воздействия оценивается по формуле гармонического колебания: 𝛼 = 4𝜋2𝑓2𝐴 (4) с где, 𝛼 - ускорение колебания; с 𝑓- частота колебания; 𝐴- амплитуда колебания. Критическое ускорение 𝛼 в концепции проф. Х.З. Расулова (Узбекистан) в кр общем виде связано с прочностными показателями грунта в следующем виде : 𝜶 = 𝟐𝝅𝒈(𝝈дин𝒕𝒈𝝋𝒘+𝑪𝒘 ) (5) кр 𝒛 𝜸𝒘𝑻п𝝊сд𝒔𝒊𝒏𝟐𝝅 𝝀𝒃 где, g - ускорение силы тяжести; 𝜑 угол внутреннего трения грунта при влажности w ; 𝑐 - спепление (связность) грунта отвечающее влажности w ; 𝑤 𝛾 - плотность влажного грунта; 𝑤 Т - период колебания; 172 𝜐 - скорость поперечных сейсмических волн; сд z– глубина рассматриваемого горизонта; 𝜆 - длина волны. 𝑏 Величина коэффициента сейсмической устойчивости Куст используется в расчётах в качестве поправочного коэффициента, учитывающего грунтовые условия: р 𝟏 К = Кс (6) с Куст Из вышеприведённых формул видно, что коэффициент сейсмической устойчивости Куст зависит от величины максимального сейсмического ускорения 𝜶 , с входящая в знаменатель(определяется природными условиями, все элементы сейсмического режима, амплитуда, частота, период и т.д. являются неизменными величин