Прогноз сейсмостойкости сооружений по результатам численного моделирования деформационных свойств грунтовых оснований

Объектом исследования является прогноз сейсмостойкости при укреплении грунтовых оснований сооружений.

Цель работы заключается в численной оценке суммарного приращения сейсмической интенсивности при искусственном преобразовании и укреплении грунтов основания на основе результатов геомеханического моделирования.

Исследование базируется на классических математических методах моделирования грунтовых оснований в плоской нелинейной постановке.

Представлен новый подход к определению суммарного приращения сейсмической интенсивности, основанный на определении отношения величин оседаний фундаментов зданий и сооружений до и после работ по укреплению грунтов. В работе представлены результаты прогноза изменения сейсмостойкости для реальных объектов, полученные по данным инженерно-геологических изысканий и численным компьютерным моделям.

Установлено, что за счет преобразования грунтовых оснований сейсмостойкость может снижаться более чем на 0,5 балла. Данная методика может быть применена для корректировки балльности как для отдельных объектов, так и уточнения границ сейсмических зон на картах ОСР.

1. Yakovlev D.V., Lazarevich T.I., Tsirel S.V. Natural and induced seismic activity in Kuzbass // Journal of Mining Science. 2013. V. 49. P. 862–872.

2. Брыксин А.А., Селезнев В.С. Влияние техногенных факторов на сейсмичность районов Кузбасса и озера Байкал // Геология и геофизика. 2012. Т. 3. № 3. С. 399–405.

3. Shabarov A.N., Tsirel S.V., Morozov K.V., Rasskazov I.Yu. Concept of integrated geodynamic monitoring in underground mining // Gornyi Zhurnal. 2017. V. 9. P. 120–134.

4. Масаев Ю.А. и др. Массовые взрывы при добыче угля открытым способом и их влияние на сейсмические проявления в Кузбассе // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2016. № 4. С. 48–54.

5. Еманов А.Ф. и др. Сейсмические активизации при разработке угля в Кузбассе // Физическая мезомеханика. 2009. № 12. С. 37–43.

6. Еманов А.А., Еманов А.Ф., Фатеев А.В., Лескова Е.В. Техногенная сейсмическая активизация на юге Кузбасса (п. Малиновка) // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2017. № 3. Т. 2. С. 66–71.

7. Ибрагимов М.И., Семкин В.В., Шапошников А.В. Цементация грунтов инъекцией растворов в строительстве. Москва : Изд-во АСВ, 2017. 266 с.

8. Простов С.М., Покатилов А.В., Рудковский Д.И. Электрохимическое закрепление грунтов / РАЕН. Томск : Изд-во Том. ун-та, 2011. 294 с.

9. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. Москва : Недра, 1987. 221 с.

10. Зуевская Н.В., Дворник С.А. и др. Изменение напряжено-деформированного состояния грунтов при устройстве глубоких выемок // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. 2011. № 38.

11. Бондарев В.И. и др. Рекомендации по применению сейсмической разведки для изучения физико-механических свойств рыхлых грунтов в естественном залегании для строи- тельных целей. Москва, 1974. 142 c.

12. Сердюков А.С., Яблоков А.В., Чернышов Г.С. и др. Методы сейсмических исследований водонасыщенности грунтов и горных пород с использованием поверхностных волн // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2016. Т. 1. № 3. С. 185–190.

13. Простов С.М., Хямяляйнен В.А., Герасимов О.В. Комплексный мониторинг процессов высоконапорной инъекции грунтов / РАЕН. Кемерово ; Москва : Издательское объединение «Российские университеты»: Кузбассвузиздат. – АСТШ, 2006. 94 с.

14. Sokolov M., Prostov S., Kharitonov I. Geomechanical Substantiation of the Parameters of Injection Fixing of the Soil Bases During the Liquidation of the Emergency Condition of the Structure // E3S Web Conference. IIIrd International Innovative Mining Symposium. 2018. V. 41. Article 01009. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20184101009

15. Соколов М.В., Простов С.М. Геомеханическое обоснование параметров инъекционного закрепления неоднородного неустойчивого грунтового основания здания // Вестник КузГТУ. 2017. № 3. С. 37−44.