Опыт экспресс-оценок спектров реакции по спектрам Фурье ускорений колебаний грунта при землетрясениях

Резюме

Актуальность работы. В Российской Федерации и за рубежом накоплен значительный объем данных о спектрах Фурье колебаний грунтов при сильных землетрясениях. В отечественной практике эти данные используются, в том числе, для оценок спектров реакции колебаний грунта, необходимых для антисейсмического проектирования. Однако процедуры такого рода пересчетов относительно сложны и трудоемки. Поэтому на данный момент полезно дополнительно иметь и более простые, но обладающие приемлемой точностью способы таких расчетов. Разработке варианта решения этой задачи и посвящено настоящее исследование. Цель исследований. Разработка новых моделей для вероятностного описания спектров реакции ускорений колебаний грунта при землетрясениях разной величины и удаленности. Объект исследований. Эмпирические функции затухания с расстоянием спектров колебаний разных типов грунтов при землетрясениях. Методы исследования. Комплексный статистический анализ большого объема одновременно зарегистрированных спектров Фурье и спектров реакции колебаний разных типов грунтов при землетрясениях разных магнитуд и удаленностей. Сопоставление интегральных (кумулятивных) спектров Фурье и спектров реакции, попарно рассчитанных для различных сейсмоактивных районов. Разработанные модели спектров реакции тестировались путем их сопоставления со спектрами и пиковыми ускорениями колебаний грунта при реальных землетрясениях. Результаты исследования. Разработаны статистические модели связи между спектрами реакции и спектрами Фурье ускорений колебаний грунта, позволяющие с приемлемой точностью оценивать спектральные ускорения по имеющимся данным об уровнях спектральной плотности Фурье колебаний грунта. Разработанные модели в определенной степени универсальны и позволяют оценивать спектры реакции землетрясений для разных магнитуд, расстояний и частот, для разных типов грунтов, а также для простых («ситуационных») и интегральных (кумулятивных) оценок. Использование разработанных моделей позволило получить новые альтернативные оценки имеющих существенное практическое значение соотношений между пиковыми ускорениями колебаний грунта и максимальными величинами спектральных ускорений.