ПОВЕДЕНИЕ ГРУНТОВ Г. СЫКТЫВКАРА ПРИ СЕЙСМИЧЕСКИХ И МИКРОСЕЙСМИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ

© 2021 г. В. А. Лютоев*, А. Н. Вихоть**

Институт геологии имени академика Н.П. Юшкина Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук 
ул. Первомайская, 54, Сыктывкар 167000, Россия

*E-mail: valutoev@geo.komisc.ru
**E-mail: vikhot.anna@mail.ru

Поступила в редакцию 17.01.2021 г.
После доработки 11.02.2021 г.
Принята к публикации 11.02.2021 г.

С ростом уровня урбанизации возрастает интенсивность транспортных потоков и развивается высотное строительство. В частности, в г. Сыктывкаре увеличивается динамическая нагрузка на грунты в основаниях зданий и придомовых территорий. Наряду с этим меняется концепция строительства зданий, однако в настоящее время общая нормативная база в должной форме еще не принята. Рыхлые грунты тиксотропной структуры часто неустойчивы к внешним нагрузкам, поэтому актуальным становится вопрос изучения приращения балльности для местных грунтов, определения предельных значений устойчивости грунтов к местной платформенной рассеянной сейсмичности и микросейсмическому воздействию со стороны вибрационного поля города. Образцы грунтов гляциальных, флювиогляциальных, аллювиальных отложений пластичного состояния и зернистой структуры г. Сыктывкара и его окрестностей испытаны вибродинамическим нагружением с амплитудами ускорений 0.022-1.9 м/с², соответствующими магнитудам сотрясения 1.9-6.4 единиц. Наблюдения показали, момент эффективного воздействия для слабых грунтов начинается уже с 5-7 с. Построен график повторяемости землетрясений, выведено эмпирическое уравнение I (балл)=1.3×lgT+2.3±0.2. Установлено, что повтор 7-балльного землетрясения возможен с вероятностью 0.5% в течение 50 лет, 6-балльного – с вероятностью 1% в течение 50 лет, накопление потенциальной сейсмической энергии вблизи г. Сыктывкара вполне вероятно. Получены функциональные зависимости поведения грунтов при нагрузках магнитуд, соответствующих энергетическим характеристикам землетрясений. Расчеты показали, что приращение балльности зависит от глубины залегания водоносного горизонта. Горизонтальные сдвиговые напряжения, возникающие при распространении поперечных волн, являются основным компонентом напряжений в момент землетрясения. Воздействие вибрационного поля города на подстилающие грунты охватывает более длительный временной промежуток циклических нагрузок. Для расчетов в данном случае предложено принимать упругое полупространство и решать плоскую задачу.

Ключевые слова: связные и несвязные грунты, землетрясение, приращение балльности, вибродинамическая нагрузка, пиковое ускорение грунта, уплотнение, вторичное изменение

DOI:  10.31857/S0869780921030048

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ананьин И.В. К вопросу проявления некоторых землетрясений в восточной части Восточно-Европейской платформы. Исследование сейсмической опасности // Вопросы инженерной сейсмологии. 1988. Вып. 29. С. 119–124.
2. Андреев С.С. О сейсмической характеристике Русской платформы // Изв. АН СССР. Сер. геофиз. 1956. №12. С. 1484–1487.
3. Ишихара К. Поведение грунтов при землетрясениях: Пер. с англ. СПб.: НПО “Геореконструкция-Фундамент-проект”, 2006. 384 с.
4. Лютоев В.А. Акселерограммы сильных движений Сыктывкара // Вестник Института геологии КНЦ УрО РАН. 2018. №11. С. 12−21.
5. Лютоев В.А. Вибросейсмы и их влияние на геологическую среду в районе ТЭЦ Сыктывкарского ЛПК // Вопросы инженерной сейсмологии. 2008. Т. 35. №2. С. 20−42.
6. Лютоев В.А. Сейсмогенные зоны Республики Коми и особенности микросейсморайонирования г. Сыктывкара: автореф. дисс. …канд.геол.-мин. наук. Сыктывкар, 2001. 32 с.
7. Лютоев В.А., Вихоть А.Н. Влияние оползневых процессов и природно-техногенной микросейсмичности на геологическую среду города Сыктывкара. Сыктывкар: ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, 2019. 84с.
8. Носкова Н.Н., Михайлова Р.С. Республика Коми и Кировская область // Землетрясения Северной Евразии. 2011. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2017. С. 228−238.
9. Павленко О.В. Сейсмические волны в грунтовых слоях: нелинейное поведение грунта при сильных землетрясениях последних лет. М.: Науч. мир, 2009. 260 с.
10. Тимонин Н.И. Сысольское землетрясение 1939 г. (материалы опроса) // Коми научный центр УрО РАН АН СССР. Сыктывкар, 1986.
11. Удоратин В.В., Носкова Н.Н. Современные землетрясения // Вест. Института геологии. 2010. №9. С. 40−42.