Анализ изменения основных характеристик сейсмических волн при учете реологии грунта

Аннотация

В работе представлены результаты отличия от существующих решений задач сейсмодинамики подземных систем [1-5], где окружающая грунтовая среда принимается упругой, в работе, с целью уточнения результатов и выявления более тонких механических эффектов сейсмодинамики, принимается вязкоупругая модель грунта. Это намного усложняет математическую задачу, постановка и решение которой изложены в других работах. ANALYSIS OF CHANGE OF THE BASIC CHARACTERISTICS OF SEISMIC WAVES WHEN TAKING INTO ACCOUNT RHEOLOGY Summary. The paper presents the results of differences from existing solutions to the problems of seismodynamics of underground systems [1-5], where the surrounding soil is assumed to be elastic, in order to refine the results and identify more subtle me- chanical effects of seismodynamics, a viscoelastic soil model is adopted. This greatly complicates the mathematical problem, the formulation and solution of which are de- scribed in other works. Ключевые слова. сейсмодинамика подземных трубопроводов, окружающая среда, вязкоупругая модель, показатель вязкости Keywords. seismic dynamics of underground pipelines, environment, viscoelastic model, viscosity index Приведенные машинные экспери- пряжений, возникающих под воздей- менты преследуют цель качественного ствием продольных волн. Эти волны анализа изменения напряжений в распространяются со скоростью грунте при прохождении продольных упругих волн и существенного разли- и поперечных сейсмических волн. чия между этими моделями нет. Ко- На рис. 1. приведена картина из- эффициент α=0÷0,2 определяет менения сжимающих нормальных на- уровень учета реологии грунта. 12 SCIENCE ,RESEARCH ,DEVELOPMENT №31 Рис.1. Изменение сжимающих Рис. 2. Изменение растягивающих (раз- (нормальных) напряжений в грунтовом рушающих) напряжений в зависимости массиве с учетом реологии грунта от учета реологии грунта α=0 соответствует решению упру- гой задачи. На рис.2. изображен график изме- нения растягивающих напряжений, возникающи под воздействием сдви- говых и отраженных продольных волн. Известно, что грунт структурно зернистая среда, не сопротивляющая- ся растяжению. Этот вид нагружения разрушает грунтовую породу, учет вязкости грунта заметно уменьшает вероятность разрушения в начальных (пиковых) стадиях землетрясений. α=0 упругая модель, α∈[0;0,2] – вязкоупругая модель при разных функциях релаксации. α=0 упругая модель, сек α∈[0;0,2] – вязкоупругая модель Рис. 3. Дисперсионные кривые для при разных функциях ползучести. продольных волн в области со скважи- На рис. 3. приведены результаты нами при различных реологических характеристиках грунта (сплошные расчетов задачи о дисперсии продоль- линии для упругой модели грунта, ных (по оси скважины) сейсмических пунктирные линии для вязкоупругой волн в области со скважинами. При- модели грунта). 13 кес /1 MONOGRAFIA POKONFERENCYJNA ведены значения частот колебаний ЛИТЕРАТУРА 1. Буллен К.Е. Введение в теоретическую подземных трубопроводов при упру- сейсмологию, М., 1976, 172Лс. гой и вязкоупругой моделях грунта. 2. Бакиров А.А., Бакиров Э.А. Применение Учет свойств вязкости грунтовой подземных ядерных взрывов в среды уточняет решение задачи, изме- нефтедобывающей промышленности, няя значения напряжений примерно М., 1984, 185с. на 5-35% для различных значений про- 3. Гасанов А.Б. Реакция механических систем на нестационарные внешние должительности сейсмических воздей- воздействия. Изд. ЭЛМ. Баку. 2004, 247 с. ствий. Это объясняется демпфирую- 4. Касахара К. Механика землетрясений, щими свойствами окружающей среды М., 1985, 264с. и ощутимыми значениями присоеди- 5. Райс дж. Механика очага землетрясения, ненной массы грунта. М., 1982, 169с. 14