В работе рассмотрены результаты сопоставления расчета сейсмической интенсивности на основе целых и дробных величин исходной сейсмичности по данным детального сейсмического районирования (ДСР) и сейсмического микрорайонирования (СМР), а также построения на их основе карты СМР в единицах максимальных ускорений. Показано, что, несмотря на то, что формирование карт СМР происходит на основе использования различных подходов (со своими, присущими им проблемами), результаты работы, в целом, остаются аналогичными. И как всегда — неформальными.

На основе анализа инструментальных записей сильных движений выявлены параметры, тесно связанные с поглощением и нелинейностью грунтов. Регрессионным анализом получены эмпирические формулы, связывающие площади нормализованного и реального спектров с параметрами сейсмического воздействия (магнитудой, ускорением, эпицентральным расстоянием, длительностью и средневзвешенной частотой колебаний грунта). Установлено различие механизма поглощения в дисперсных (рыхлых) и скальных грунтах. Предложены модели поведения грунтовой толщи при изменяющемся по интенсивности динамическом воздействии на основе рассмотрения площади реального спектра и величины средневзвешенной частоты, характеризующих линейно-нелинейное и упруго-неупругое деформирование грунтов.

В работе рассмотрены различные стороны нелинейных свойств грунтов, отчетливо проявляющиеся при сильных воздействиях. Являясь важнейшим показателем грунтов, нелинейные свойства, как правило, при оценках сейсмической опасности в достаточной мере не учитываются, ограничиваясь т.?н. геометрической нелинейностью, хорошо описываемой соответствующими уравнениями.

Поведение грунтовой толщи при воздействии на нее искусственного источника достаточно надежно описывается гистерезисной моделью демпфирования. Изменяя продолжительность воздействия, можно наблюдать реакцию соответствующих объемов грунтовой толщи, что предполагает необходимость решать большинство задач сейсмического микрорайонирования (СМР) экспериментально. Это, в частности, обусловливает необходимость тщательно анализировать и в последующем сопоставлять записи реального и искусственного воздействия. Подобный подход позволил путем анализа записей Рачинского землетрясения (Грузия, 1991) выявить и обосновать применение в качестве новых показателей грунтового движения площади нормализованного и реального спектров колебаний грунтов. Дальнейший анализ позволил ввести показатели собственно поглощения и нелинейности, также основанные на их взаимосвязях со спектральными особенностями колебаний грунтов. Получены соответствующие эмпирические формулы. Выбор наиболее подходящих показателей нелинейности при их практическом использовании, предполагает проведение целенаправленных исследований.

Несмотря на большие достижения в области инженерной сейсмологии, много в особенностях генерации и идентификации поперечных сейсмических волн остается малоизвестным. В статье рассмотрены сейсмические волны, возбуждаемые искусственными источниками. Исследования включают полевые исследования, проведенные автором в предыдущие десятилетия. Одним из главных вопросов остается надежная идентификация поперечных волн. В связи с этим было рассмотрено явление фазовой инверсии поперечных волн, генерируемых горизонтальным источником в грунтах различного вида. Приводятся примеры идентификация основных типов сейсмических волн, генерируемых вертикальным источником, с помощью метода поляризационного анализа.

Изучалось влияние степени обводненности грунтов на значения скоростей распространения объемных сейсмических волн. Далее производилась вероятностная оценка значений скоростей сейсмических волн в грунтах различного вида. Приведены полученные автором эмпирические соотношения для зависимости плотности грунтов от скорости распространения поперечных волн в них.

Известно, что на сейсмические свойства дисперсных грунтов значительное влияние оказывает их обводнение. При этом проблема изменения указанных свойств в условиях активного антропогенного воздействия все еще недостаточно изучена и ограничивается феноменологически. При этом явление «осушения», являющееся редким явлением на городских территориях, где широко распространено «подтопление», сложно учитывать в прогнозах поведения грунтов при сильных землетрясениях, и представляет большой научно-­практиче­ский интерес.

Вследствие добычи грунтовых вод водозаборами на территории города Беслана образовалась масштабная депрессионная воронка. Динамические нагрузки на грунты увеличиваются в результате строительства и расширения предприятий, увеличения грузопотока на железнодорожных трассах и автомагистралях за счет сейсмических колебаний почвы, которые могут спровоцировать вторичную деформацию грунтов, представляющую опасность для населения и народно-хозяйственных объектов города.

Рассмотрены результаты работ по оценке запасов пресных подземных вод эксплуатируемого Бесланского месторождения в РСО-Алания. На месторождении были проведены гидрогеологические исследовательские работы с целью оценки запасов подземных вод в создавшихся гидродинамических условиях и выработана рациональная схема эксплуатации месторождения. В результате проведенных работ была изменена схема эксплуатации месторождения и были выработаны мероприятия, которые могут предотвратить негативные экологические последствия.

В статье проведен анализ научно-практических работ по сейсмическому микрорайонированию (СМР). Несмотря на изменение уровня сейсмической опасности со времени их проведения [СНиП II?7-81, 1982, 2000], актуальность результатов не уменьшилась. Мощные невзрывные источники, особенности действия которых рассмотрены нами в ряде работ, непосредственно использовались при СМР территорий городов: Рустави (1982), Гори (1983), Ткибули (1985), Тбилиси (1989), Кутаиси (1990) и т.?д.

При СМР территорий Рустави и Гори применяли поверхностный импульсный газодинамический источник СИ?32; при СМР территории г. Ткибули — сейсмический вибратор СВ?10/100; при СМР территорий Тбилиси (1989), Кутаиси (1990) и отдельных участков Б.?Сочи (1991) — сейсмический вибратор СВ?10/100. При СМР Тбилиси и Б.?Сочи впервые применен упрощенный способ, помогающий составить виброспектры (квазиспектры) колебаний грунтов. При СМР территории Кутаиси (1996) впервые сделана попытка учесть нелинейность грунтов территории при использовании сейсмического вибратора. Полученные результаты легли в основу разработки новых способов СМР, которые позже были использованы при оценке сейсмической опасности территорий площадок действующей и проектируемой Нововоронежской АЭС (1997).

В статье рассмотрены существующие способы реализации сейсмического микрорайонирования с помощью расчетного метода. Приведены хорошо известные и вновь разработанные расчетные способы сейсмического микрорайонирования, формирующие расчетный метод. Использование в расчетах показателей нелинейных явлений позволяет максимально приближать конечные результаты сейсмического микрорайонирования к реальным физическим явлениям, наблюдающимся при сильных землетрясениях. Так, вполне уверенно учитывается так называемая бимодульность грунтов. Расчетный метод сейсмического микрорайонирования уже дает возможность полностью представлять результаты в виде ускорений. Следовательно, в дополнение к традиционно используемым приращениям интенсивности необходимо получать результаты основного инструментального метода сейсмического микрорайонирования также в виде ускорений.

В существующих методиках расчета параметров разработки отсутствует учет сейсмических явлений, выражающихся в дополнительных динамических воздействиях на элементы горного массива. Традиционно считается, что устойчивость подземных объектов на сейсмические воздействия достаточно велика по сравнению с наземными объектами. Тем не менее, сейсмические воздействия могут обусловливать потери запасов за счет разубоживания и т. д., а проведение работ на глубине сопряжено с высокой опасностью, и здесь учет даже, на первый взгляд, незначительного фактора может иметь очень большое значение. В работе выполнены расчеты напряженного состояния систем разработки при динамических воздействиях и введен сейсмический коэффициент учета сейсмичности для обеспечения запаса прочности массива горных пород.

Разработана структурно-функциональная модель ИСОГД, а также предложен алгоритм на ее основе, позволяющие создавать информационные системы для нужд пользователя, удовлетворяющие всем предъявляемым к ним требованиям, при сохранении совместимости с другими программными продуктами, построенными согласно данной модели и алгоритму, а также ряда уже существующих систем.

Предложены три характеристики для описания различия возмущений под опорами для расчета многоопорных конструкций. Эти характеристики включают показатель несинхронности t₀ , показатель некогерентности r и показатель разно масштабности z. Первая характеристика показывает сдвиг возмущений по времени, вторая характеристика – разницу в частотном составе возмущений, а третья – разницу в амплитудах воздействия. Для оценки показателя несинхронности предложено два подхода – максимизация корреляционной функции и минимизация нормы разности возмущений. Предложенные параметры в полной мере характеризуют задание неоднородности поля ускорений на площадке строительства. При этом они по-разному влияют на отклик системы. Небольшие отклонения показателя амплитуд возмущений z под опорами слабо уменьшают реакцию сооружения. Что касается некогерентности возмущений, то этот эффект может приближать или удалять систему от резонанса.