Фундаменти при динамични въздействия · q При...

Фундаменти приФундаменти придинамични въздействиядинамични въздействия

Лекция за специалност СССЛекция за специалност СССавтор: Проф. д-р инж. Трифон Германовавтор: Проф. д-р инж. Трифон Германов

Общи сведения за динамичните натоварванияОбщи сведения за динамичните натоварванияв почвените масиви. Основни динамични характеристикив почвените масиви. Основни динамични характеристики

В строителната практика често се налага да се изследва поведениетоВ строителната практика често се налага да се изследва поведениетона конструкциите и тяхното взаимодействие със земната основа ина конструкциите и тяхното взаимодействие със земната основа иоколната среда при динамични въздействия предизвикани отоколната среда при динамични въздействия предизвикани отразлични причини - неуравновесени машини, взривове, земетресения,различни причини - неуравновесени машини, взривове, земетресения,движение на транспортни средства и други. Поведението надвижение на транспортни средства и други. Поведението надисперсните почви при тези въздействия е различно от това придисперсните почви при тези въздействия е различно от това пристатични натоварвания. Това от своя срана налага формулирането настатични натоварвания. Това от своя срана налага формулирането наразлични от разгледаните до сега почвени характеристики иразлични от разгледаните до сега почвени характеристики иизползуването на методите на динамиката на дисперсните среди заизползуването на методите на динамиката на дисперсните среди заоценка напрегнатото и деформирано състояние на почвените масиви.оценка напрегнатото и деформирано състояние на почвените масиви.Динамиката на дисперсните почви е специална геотехническа дисциплина,Динамиката на дисперсните почви е специална геотехническа дисциплина,която изисква по-задълбочено изучаване.Като част от земната механика,която изисква по-задълбочено изучаване.Като част от земната механика,динамиката на почвите разглежда инженерните свойства и поведението надинамиката на почвите разглежда инженерните свойства и поведението напочвите при динамично напрегнато състояние. За целите на тези лекции щепочвите при динамично напрегнато състояние. За целите на тези лекции щебъдат разгледани само основните понятия и някои специфични проблеми,бъдат разгледани само основните понятия и някои специфични проблеми,което позволява да се направи само въведение към проблема. Детайлнотокоето позволява да се направи само въведение към проблема. Детайлнотоизследване на свойствата и поведението на дисперсните почви приизследване на свойствата и поведението на дисперсните почви придинамични въздействия изисква по-задълбочено разглеждане.динамични въздействия изисква по-задълбочено разглеждане.


Много и разнообразни са източниците на динамичните натоварванияМного и разнообразни са източниците на динамичните натоварваниявърху земната основа и конструкциите взаимодействуващи с почвенатавърху земната основа и конструкциите взаимодействуващи с почвенатасреда. Като основни могат да бъдат посочени среда. Като основни могат да бъдат посочени въздействията от:въздействията от:земетресения, взривове, машини с въртящи се и неуравновесениземетресения, взривове, машини с въртящи се и неуравновесенимеханизми, чукове, строителни операции (например набиване на пилоти),механизми, чукове, строителни операции (например набиване на пилоти),разработване на кариери, транспортни средства (включителноразработване на кариери, транспортни средства (включителноприземяване на самолети), силни ветрове, вълнови въздействия иприземяване на самолети), силни ветрове, вълнови въздействия и други. други.Същността на всеки от тези товари е твърде различна, което предполагаСъщността на всеки от тези товари е твърде различна, което предполагаи различна реакция на почвената среда. По долу се дава краткаи различна реакция на почвената среда. По долу се дава краткахарактеристика на тези въздействия.характеристика на тези въздействия.За много райони в света, в т.ч. и за България динамичните натоварванияЗа много райони в света, в т.ч. и за България динамичните натоварванияот земетресения са най-важните. По тази причина те са разгледани по-от земетресения са най-важните. По тази причина те са разгледани по-детайлно в т.детайлно в т.66..Динамичните натоварвания върху фундаментите и земната основаДинамичните натоварвания върху фундаментите и земната основапредизвикани от машини с въртящи се части (турбини,предизвикани от машини с въртящи се части (турбини,електродвигатели, центробежни помпи, вентилатори иелектродвигатели, центробежни помпи, вентилатори и др др.) и машини с.) и машини сколяно-коляно-мотовилковимотовилкови механизми в преобладаващата си част са механизми в преобладаващата си част сасинусоидални, т.е. периодични.синусоидални, т.е. периодични.


В зависимост от вида на машината периодичните товари могат да бъдат сВ зависимост от вида на машината периодичните товари могат да бъдат сголям период (бавно вибриращи товари) Фиг.голям период (бавно вибриращи товари) Фиг.11аа, или с малък период, или с малък период(бързо вибриращи товари) Фиг.(бързо вибриращи товари) Фиг.11бб. При друг вид машини периодичните. При друг вид машини периодичнитетовари могат да бъдат единични, във вид на импулси, Фиг.товари могат да бъдат единични, във вид на импулси, Фиг.22аа и иповтарящи се (от уреди за набиване на пилоти, ковашко-пресови чукове иповтарящи се (от уреди за набиване на пилоти, ковашко-пресови чукове идрдр.), Фиг..), Фиг.22бб..

Фиг.1. Периодични динамични товариФиг.1. Периодични динамични товари

а.с голям период; б. с малък периода.с голям период; б. с малък период

Фиг.2. Импулсивни динамични товариФиг.2. Импулсивни динамични товари

а.единични; б.повтарящи сеа.единични; б.повтарящи се


На практика, динамичните натоварвания могат да се различаватНа практика, динамичните натоварвания могат да се различаватсъществено от представените на диаграмите. В естествени условиясъществено от представените на диаграмите. В естествени условиячисто динамични товари не могат да се получат, защото и най-чисто динамични товари не могат да се получат, защото и най-съвършената машина не предава цикличните си натоварвания насъвършената машина не предава цикличните си натоварвания наравни интервали и с еднакви амплитуди. Освен това динамичнитеравни интервали и с еднакви амплитуди. Освен това динамичнитетовари винаги са в комбинация със статични товари, които от своятовари винаги са в комбинация със статични товари, които от своястрана зависят както от вида, така и от собственото тегло настрана зависят както от вида, така и от собственото тегло навръхната конструкция, подземните съоръжения и земната основа.връхната конструкция, подземните съоръжения и земната основа.При въздействия от земетресения комбинацията от статични иПри въздействия от земетресения комбинацията от статични идинамични товари оказва съществено влияние на напрегнатотодинамични товари оказва съществено влияние на напрегнатотосъстояние на почвения масив. Например, ако връхнатасъстояние на почвения масив. Например, ако връхнатаконструкция предава на земната основа големи статични товари, аконструкция предава на земната основа големи статични товари, аземетресението възбужда малки динамични товари, то цикличнитеземетресението възбужда малки динамични товари, то цикличнитенапрежения следва да бъдат симетрични (Фиг.напрежения следва да бъдат симетрични (Фиг.33аа). В другия случай,). В другия случай,когато статичните напрежения са малки, комбинираният ефект секогато статичните напрежения са малки, комбинираният ефект сехарактеризира с несиметрична цикличност (Фиг.характеризира с несиметрична цикличност (Фиг.33бб).).


В зависимост от вида на геотехническата конструкция, напрегнатото състояниеВ зависимост от вида на геотехническата конструкция, напрегнатото състояниеможе да се разглежда като едномерно или двумерно. Например: при плиткоможе да се разглежда като едномерно или двумерно. Например: при плиткозаложени фундаменти (Фиг.заложени фундаменти (Фиг.44аа) в контакта със земната основа не могат да се) в контакта със земната основа не могат да сесъздадат отрицателни напрежения, поради което динамичното напрегнатосъздадат отрицателни напрежения, поради което динамичното напрегнатосъстояние в даден почвен елемент до основната плоскост на фундамента може дасъстояние в даден почвен елемент до основната плоскост на фундамента може дасе разглежда като едномерно; при насипи (Фиг.се разглежда като едномерно; при насипи (Фиг.44бб), сеизмичните товари ще), сеизмичните товари щепредизвикат както нормални, така и срязващи напрежения, което означава, чепредизвикат както нормални, така и срязващи напрежения, което означава, ченапрегнатото състояние ще бъде двумернонапрегнатото състояние ще бъде двумерно.

Фиг.3. Напрегнато състояние на почвенФиг.3. Напрегнато състояние на почвенелемент при земетресениеелемент при земетресение

Фиг.4. Едномерно (а) и двумерно (б) напрегнато състояние на почвен елемент


Основните характеристики на хармоничното трептене, които се използуват вОсновните характеристики на хармоничното трептене, които се използуват вдинамика на почвите са:динамика на почвите са:

•• Период Период ((TT). Ако динамичното въздействие се повтаря на равни интервали от). Ако динамичното въздействие се повтаря на равни интервали отвреме, то се нарича периодично действие, а времето за повтарянето му - период.време, то се нарича периодично действие, а времето за повтарянето му - период.

•• Цикъл.Цикъл. Хармонично действие извършено по време на един период се нарича Хармонично действие извършено по време на един период се наричацикъл.цикъл.

•• ЧестотаЧестота ( (ff). Броят на циклите за единица време (). Броят на циклите за единица време (f=1/Tf=1/T).).•• Собствена честотаСобствена честота. Ако разглежданата среда е еластична и при условие, че тя. Ако разглежданата среда е еластична и при условие, че тя

вибрира под действието на сили в самата среда (без наличието на допълнителнавибрира под действието на сили в самата среда (без наличието на допълнителнавъзбуждаща сила), то честотата с която средата вибрира се нарича собственавъзбуждаща сила), то честотата с която средата вибрира се нарича собственачестота (честота на свободните трептения).честота (честота на свободните трептения).

•• Принудени трептенияПринудени трептения. Получават при наличие на допълнителни възбуждащи. Получават при наличие на допълнителни възбуждащисили в средата. Тяхната честота е независима от собствената честота насили в средата. Тяхната честота е независима от собствената честота насистемата.системата.

•• Степен на свободаСтепен на свобода. Това е броят на независимите координати (геометричните. Това е броят на независимите координати (геометричнитепараметри) необходими да се опише движението на разглежданата система припараметри) необходими да се опише движението на разглежданата система придинамични въздействия.динамични въздействия.

•• РезонансРезонанс. Това е състояние, при което честотата на принудените трептения. Това е състояние, при което честотата на принудените трептениясъвпада с една от собствените честоти на системата.съвпада с една от собствените честоти на системата.

Общи сведения за динамичните натоварванияОбщи сведения за динамичните натоварванияв почвените масиви. Основни динамични характеристикив почвените масиви. Основни динамични характеристики•• Главни форми на трептенеГлавни форми на трептене. При определени условия е възможно всички точки на. При определени условия е възможно всички точки на

система с “система с “nn” степени на свобода да трепти с една и съща собствена честота. Това” степени на свобода да трепти с една и съща собствена честота. Товатрептене се наричатрептене се нарича еднотонно еднотонно или главна форма на трептене. Когато точка от или главна форма на трептене. Когато точка отсистемата вибрираща в главна форма има амплитуда единица, това трептене е ссистемата вибрираща в главна форма има амплитуда единица, това трептене е снормална форма на вибрациинормална форма на вибрации..Най-елементарната форма на периодичните трептения е Най-елементарната форма на периодичните трептения е простото хармоничнопростото хармоничнодвижение.движение. Неговите основни характеристики период ( Неговите основни характеристики период (TT) и честота () и честота (ff).).При При свободни трептения на системи с една степен на свободасвободни трептения на системи с една степен на свобода динамичното динамичнототрептене може да се опише като се изследва поведението на еластична систематрептене може да се опише като се изследва поведението на еластична системапредставена от пружина и маса. За уравнение на състоянието се използвапредставена от пружина и маса. За уравнение на състоянието се използваизвестното уравнение за хармоничното трептене. Като характеристика наизвестното уравнение за хармоничното трептене. Като характеристика насистемата е т.н. е пружинна константасистемата е т.н. е пружинна константа CCzz. За почвите това е коефициентът на. За почвите това е коефициентът налеглото, който се дефинира като сила за единица преместване.леглото, който се дефинира като сила за единица преместване.При При еластични среди с вискозно съпротивлениееластични среди с вискозно съпротивление (Фиг.1 (Фиг.166) свободните трептения са) свободните трептения сазатихващи. Затихването се дължи на вискозното съпротивление, което тук езатихващи. Затихването се дължи на вискозното съпротивление, което тук енаречено “наречено “вискозно демпфираневискозно демпфиране”. В този случай, се дефинират следните”. В този случай, се дефинират следнитединамични характеристики:динамични характеристики:cc - - коефициент на вискозно демпфиранекоефициент на вискозно демпфиране (сила за единица скорост). (сила за единица скорост).

•• коефициент на критично демпфиранекоефициент на критично демпфиране: : CCcc = 2 = 2mmωωnn;;•• коефициент на демпфиранекоефициент на демпфиране (на затихване на трептенията): (на затихване на трептенията): ξξ= = CCcc / c/ c

Земетресенията - основен източник на динамичниЗеметресенията - основен източник на динамичнивъздействия върху почвените масививъздействия върху почвените масиви

Сеизмичните въздействия са основни, и съответно най-важнитеСеизмичните въздействия са основни, и съответно най-важнитединамични натоварвания върху земните масиви. Както и другитединамични натоварвания върху земните масиви. Както и другитединамични натоварвания те оказват неблагоприятно въздействиединамични натоварвания те оказват неблагоприятно въздействиевърху геотехническите и другите взаимодействуващи със земнатавърху геотехническите и другите взаимодействуващи със земнатаоснова конструкции. Статистическите данни сочат, че всякаоснова конструкции. Статистическите данни сочат, че всякагодина земетресения нанасят огромни материални и човешки щетигодина земетресения нанасят огромни материални и човешки щетина човечеството: ежегодно загиват около десет хиляди души;на човечеството: ежегодно загиват около десет хиляди души;годишните материални загуби се изчисляват на повече от десетгодишните материални загуби се изчисляват на повече от десетмилиарда долари. Земетресенията са причинили пълномилиарда долари. Земетресенията са причинили пълноразрушаване на големи процъфтяващи градове и стотици другиразрушаване на големи процъфтяващи градове и стотици другиселища от дълбока древност. В днешно време също сме свидетелиселища от дълбока древност. В днешно време също сме свидетелина катастрофални земетресения. Освен това, земетресениятана катастрофални земетресения. Освен това, земетресениятасъздават паника и срах в населението. Известно е, че в течение насъздават паника и срах в населението. Известно е, че в течение нацялата история, човекът се е научил да се страхува отцялата история, човекът се е научил да се страхува отземетресенията. Ето защо, земетресенията могат да се определятземетресенията. Ето защо, земетресенията могат да се определяткато един от основните източници на динамичните натоварвания.като един от основните източници на динамичните натоварвания.

Механизъм на възникване на земетресениятаМеханизъм на възникване на земетресенията

Тектонски плочи. Разломни зони.Обяснението на причините за земетресенията е свързано с изучаванестроежа на земната кора. Този проблем е разгледан по-детайлно в курсапо Инженерна геология, където земетресенията са причислени към т.н.ендогенни процеси, тъй-като са свързани тектонските сили ипремествания в земната кора. В литературата се посочват няколкотеории (хипотези) обясняващи причините за тектонските движенияпредизвикващи земетресенията: пулсационна - обясняваща явлениетокато следствие от редуващи се едно след друго свивания и разтягания наземната кора, което съответно предизвиква нейното нагъване, разкъсванеи образуване на континентите; хипотезата за конвекцията (бавноторазместване) или за континенталния дрейф, предполагаща, чеконтинентите са се отместили един от друг като свободното пространствосе е запълнило с вода; хипотеза за тектониката (движението) наплочите, според която земната кора е разделена на няколко огромни(континентални) плочи движещи се една спрямо друга в различни посоки.Тази хипотеза за сега се поддържа от най-много специалисти

Тектонски плочи. Разломни зониТектонски плочи. Разломни зони

Известно е, че земята е съставена от няколко пласта, които иматИзвестно е, че земята е съставена от няколко пласта, които иматтвърде различни физични и химични свойства. Външният слойтвърде различни физични и химични свойства. Външният слойт.е., земната кора, с дебелина около 70 т.е., земната кора, с дебелина около 70 km, km, е съставен от еднае съставен от еднадузина големи плочи с неправилна форма, които се плъзгат нагоредузина големи плочи с неправилна форма, които се плъзгат нагореи надолу като преминават в горната част на частично разтопенияти надолу като преминават в горната част на частично разтопениятвътрешен пласт. Повечето земетресения се проявяват в местатавътрешен пласт. Повечето земетресения се проявяват в местата(границите) на контактуване на плочите. Всъщност(границите) на контактуване на плочите. Всъщностместоположението на земетресенията и видът на разрушениятаместоположението на земетресенията и видът на разрушениятаподпомагат учените да очертаят границите на плочите.подпомагат учените да очертаят границите на плочите.Първият тип (Първият тип (непрекъснатите зони), непрекъснатите зони), са разположени по средно-са разположени по средно-океанските хребети, където блоковете се късат и отдръпват един отокеанските хребети, където блоковете се късат и отдръпват един отдруг. Предполага се, че разтопената скала се повдига,друг. Предполага се, че разтопената скала се повдига,изтласквайки двете плочи в страни, при което се добавя новизтласквайки двете плочи в страни, при което се добавя новматериал в нейните краища. Тези зони се срещат най-често вматериал в нейните краища. Тези зони се срещат най-често вокеаните. Например, океаните. Например, Северно Американската и ЕвразийскатаСеверно Американската и Евразийската(Eurasian) плочи са разположени посред Атлантическия гребен.(Eurasian) плочи са разположени посред Атлантическия гребен.


Огнищата на земетресенията обикновено са групирани вОгнищата на земетресенията обикновено са групирани врайоните където се развиват съвременни тектонски процеси.районите където се развиват съвременни тектонски процеси.На тази основа са обособени три сеизмични “пояси”На тази основа са обособени три сеизмични “пояси”((ТихоокеанскиТихоокеански,, АлпоАлпо-Хималайски-Хималайски и и СредноатлантическиСредноатлантически), в), вкоито земетресенията са с най-голяма честота:които земетресенията са с най-голяма честота:Тихоокеанският сеизмичен поясТихоокеанският сеизмичен пояс, включва райони от, включва райони отФилипините, Япония, Аляска, Калифорния, където земнитеФилипините, Япония, Аляска, Калифорния, където земнитетрусове са с по-голяма честота и сравнително по-силни.трусове са с по-голяма честота и сравнително по-силни. АлпоАлпо--Хималайският сеизмичен поясХималайският сеизмичен пояс започва от Канарските започва от Канарскитеострови, обхваща Алпите и страните около Средиземно море,острови, обхваща Алпите и страните около Средиземно море,минава презминава през Мала Мала Азия, Кавказ, Близкия изток, продължава Азия, Кавказ, Близкия изток, продължавапрезпрез Хималайте Хималайте и Китай и се свързва с Тихоокеанския пояс в и Китай и се свързва с Тихоокеанския пояс вобластта на Индонезия. В този пояс попада и Балканскиятобластта на Индонезия. В този пояс попада и Балканскиятполуостров. Относително по-малък и по-незначителенполуостров. Относително по-малък и по-незначителенпоради отдалечеността си епоради отдалечеността си е СредноaтлaнтическияСредноaтлaнтическия сеизмичен сеизмиченпояспояс..


Илюстрация на разломи:Илюстрация на разломи: страничен (със сблъсък и плъзгане) страничен (със сблъсък и плъзгане) ((strikestrike-slip-slip););нормален (нормален (normalnormal); напъхан ); напъхан (thrust(thrust

Преобладаващата част отПреобладаващата част отразломите при непрекъснатитеразломите при непрекъснатитезони са нормални, призони са нормални, присубдукционнитесубдукционните зони са зони са“напъхани”, а при“напъхани”, а притрансформираните разломи – състрансформираните разломи – съссблъсък и плъзгане.сблъсък и плъзгане.

Тектонски плочи. Разломни зониГеолозите намират, че общата тенденция на активизиране наГеолозите намират, че общата тенденция на активизиране наземетресенията са районите по дължина на разломите, чиито отразениземетресенията са районите по дължина на разломите, чиито отразенизони в земната кора са отслабени. Дори ако в едназони в земната кора са отслабени. Дори ако в една разломна разломна зона да е зона да еимало неотдавнашно земетресение, няма гаранция, че всички натрупаниимало неотдавнашно земетресение, няма гаранция, че всички натрупанинапрежения са освободени напълно. Непосредствено след предишнотонапрежения са освободени напълно. Непосредствено след предишнотоможе да се активира друго земетресение. Например, след голямотоможе да се активира друго земетресение. Например, след голямотоземетресение в New Madrid на 6 Декември 1811, в продължение на 6 часаземетресение в New Madrid на 6 Декември 1811, в продължение на 6 часаса регистрирани силни земни трусове. Нещо повече, освобождавайкиса регистрирани силни земни трусове. Нещо повече, освобождавайкинапреженията в едната част на разлома, по-нататък може да се получинапреженията в едната част на разлома, по-нататък може да се получиувеличение на напреженията в друга част. Предполага че, чеувеличение на напреженията в друга част. Предполага че, чеземетресението в New Madrid Missouri, през Януари 1912 е в резултат наземетресението в New Madrid Missouri, през Януари 1912 е в резултат наподобно явление.подобно явление.Бавното относително преместване в Бавното относително преместване в разломните зониразломните зони предизвиква предизвикванатрупване на ъглови деформации, които поради своята неравномерностнатрупване на ъглови деформации, които поради своята неравномерноств отделни участъци могат да доведат до гранично напрегнато състояние.в отделни участъци могат да доведат до гранично напрегнато състояние.Акумулираната следствие тези деформации потенциална енергия, приАкумулираната следствие тези деформации потенциална енергия, припревишаване на якостта на материалите, води до внезапно разрушение ипревишаване на якостта на материалите, води до внезапно разрушение ипреместване на земните маси, което предизвиква земетресенията.преместване на земните маси, което предизвиква земетресенията.

Тектонски плочи. Разломни зониОбластта (точката) в близост до мястото на разрушението сеОбластта (точката) в близост до мястото на разрушението сенаричанарича хипоцентърхипоцентър ( (огнищеогнище) на земетресението, а мястото на) на земетресението, а мястото наповърхността над хипоцентъра - повърхността над хипоцентъра - епицентърепицентър ( (Фиг.Фиг.55).).Дълбочината на едно земетресение е дълбочината от земнатаДълбочината на едно земетресение е дълбочината от земнатаповърхност до мястото където се поражда земетръснатаповърхност до мястото където се поражда земетръснатаенергия. Това място е наречено енергия. Това място е наречено фокусфокус ( (хипоцентърхипоцентър) на) наземетресението. Земетресения с дълбочина около дълбочиназеметресението. Земетресения с дълбочина около дълбочина70km (43.5 miles) се класифицират като плитки. Земетресения70km (43.5 miles) се класифицират като плитки. Земетресенияс дълбочина на фокуса от 70 до 300km (43.5 to 186 miles) сес дълбочина на фокуса от 70 до 300km (43.5 to 186 miles) секласифицират като средни. Дълбочината на фокуса може дакласифицират като средни. Дълбочината на фокуса може дадостигне повече от 700kдостигне повече от 700kmm (435 miles). (435 miles). Като се има предвид, чеКато се има предвид, черазстоянието до центъра на земното ядро е около разстоянието до центъра на земното ядро е около 6,370km6,370km(3,960 miles), то очевидно е, че дори най-дълбокото(3,960 miles), то очевидно е, че дори най-дълбокотоземетресение се поражда на относително малка дълбочина отземетресение се поражда на относително малка дълбочина отвътрешността на земятавътрешността на земята.


ЕпицентърътЕпицентърът на едно земетресение е точката от земната повърхност на едно земетресение е точката от земната повърхностнепосредствено над фокуса. Мястото на земетресение се описва снепосредствено над фокуса. Мястото на земетресение се описва сгеографското разположение на неговия епицентър и неговата дълбочинагеографското разположение на неговия епицентър и неговата дълбочина(Фиг.(Фиг.55).).

Фиг.Фиг.55. Характер на колебанията на земната повърхност. Характер на колебанията на земната повърхноств зависимост от разстоянието от епицентърав зависимост от разстоянието от епицентъра

Сеизмични вълниСеизмични вълниЕдно земетресение по същество е вибрация на земната повърхност, коятоЕдно земетресение по същество е вибрация на земната повърхност, коятопонякога може да бъде стихийна. Вибрациите са последвани от отделяне напонякога може да бъде стихийна. Вибрациите са последвани от отделяне наенергия от земята, която може да бъде генерирана както в резултат на внезапнаенергия от земята, която може да бъде генерирана както в резултат на внезапнадислокация на отделни части на земната кора, така също и от изригване надислокация на отделни части на земната кора, така също и от изригване навулкани, или в случаите на експлозии причинени от човека. Естествено, почтивулкани, или в случаите на експлозии причинени от човека. Естествено, почтивсички земетресения са причинени главно от дислокация на земната кора.всички земетресения са причинени главно от дислокация на земната кора.Първоначално земната кора може да се огъне, а след това, когато напрежениятаПървоначално земната кора може да се огъне, а след това, когато напрежениятанадвишат якостта на скалата, да се разруши (да се разчупи) и да “захапе” в новонадвишат якостта на скалата, да се разруши (да се разчупи) и да “захапе” в новоположение.положение.По време на разрушенията (разчупването) на скалата, вибрациите генериратПо време на разрушенията (разчупването) на скалата, вибрациите генерират“сеизмични вълни” Тези вълни се разпространяват от източника на“сеизмични вълни” Тези вълни се разпространяват от източника наземетресението във всички посоки – надлъжно по земната повърхност и поземетресението във всички посоки – надлъжно по земната повърхност и подълбочина на земната кора. Вълните са с променливи скорости в зависимост отдълбочина на земната кора. Вълните са с променливи скорости в зависимост отматериалите през които те преминават. Някои от вибрациите са с достатъчноматериалите през които те преминават. Някои от вибрациите са с достатъчновисока честота за да бъдат усетени, докато други са с много ниска честота. Тезивисока честота за да бъдат усетени, докато други са с много ниска честота. Тезивибрации заставят цялата планета да трепери или да ехти като камбана или катовибрации заставят цялата планета да трепери или да ехти като камбана или катоудари на вила върху бъчва.удари на вила върху бъчва.Динамични движения в земната кора, по същество са "звукови" вълни излъчениДинамични движения в земната кора, по същество са "звукови" вълни излъчениот земетресението. Докато по-голяма част от енергията при дадено земетресение еот земетресението. Докато по-голяма част от енергията при дадено земетресение еконсумирана при статичните деформации на тектонското движение, то до 10% отконсумирана при статичните деформации на тектонското движение, то до 10% оттази енергия може да се разсее веднага под формата на тази енергия може да се разсее веднага под формата на сеизмични вълнисеизмични вълни..

Сеизмични вълниСеизмични вълниПри земетресенията се предизвикват два основни типа вибрации -повърхностни вълни, които преминават по протежение на земнатаповърхност и обемни вълни, които преминават навътре в земната кора.Повърхностните вълни обикновено имат най-силните вибрации и вероятнопричиняват повече от разрушенията при дадено земетресение.Обемните вълни са два вида, натискови и срязващи. И двата вида преминаватпрез вътрешността на земята от фокуса на земетресението до отдалечениточки на повърхността, но само натисковите вълни достигат до ядрото. Тъй-като натисковите вълни преминават с по-голяма скорост и обикновенодостигат до повърхността първи, те са наречени “първични вълни” илипросто Р-вълни. Р-вълните тласкат фините земни частици директно напредили ги изместват директно покрай линиите на тяхното движение.Срязващите вълни не преминават така бързо през земната кора и мантиятакакто натисковите. Понеже те обикновено достигат до повърхността по-късноги наричат още “вторични” ("secondary") или "S"-вълни. Вместо директновъздействие върху материалът отзад или пред техните линии наразпространение (траектории), срязващите вълни изместват материалът подправ ъгъл към тяхната траектория. Затова понякога те са наричани“напречни” вълни.

Сеизмични вълниСеизмични вълни

По принцип, с отдалечаване от епицентъра характерът на колебанията наПо принцип, с отдалечаване от епицентъра характерът на колебанията наземната повърхност се изменят. За епицентъра са характерниземната повърхност се изменят. За епицентъра са характернивертикалните компоненти на сеизмичното въздействие, а с отдалечаваневертикалните компоненти на сеизмичното въздействие, а с отдалечаванеот епицентъра - доминиращо значение имат хоризонталните въздействияот епицентъра - доминиращо значение имат хоризонталните въздействия.

Илюстрация на натискови (Илюстрация на натискови (compressionalcompressional))и срязващи и срязващи ((shearshear)) вълни при земетресение вълни при земетресение

Регистриране на земетресениятаТериторията, на която се усеща всяко силно земетресение,Територията, на която се усеща всяко силно земетресение,обикновено е доста обширна и за оценка на неговото въздействие вобикновено е доста обширна и за оценка на неговото въздействие вразлични точки от земната повърхност (в това число и отдалечениразлични точки от земната повърхност (в това число и отдалечениот епицентъра места) е необходимо да се разположат сеизмичниот епицентъра места) е необходимо да се разположат сеизмичнистанции. След събиране на данните за подземните трусове от многостанции. След събиране на данните за подземните трусове от многорайони се определят характеристиките на дадено земетресение.райони се определят характеристиките на дадено земетресение.Вибрациите предизвикани от земетресенията се улавят, записват иВибрациите предизвикани от земетресенията се улавят, записват иизмерват с уреди наречени сеизмографи. Линията “измерват с уреди наречени сеизмографи. Линията “зигзиг--загзаг””направена от сеизмографа наречена “сеизмограма” отразяванаправена от сеизмографа наречена “сеизмограма” отразяваизменението на интензивността на трептенията отговарящи наизменението на интензивността на трептенията отговарящи надвижението на земната повърхност под инструмента. От даннитедвижението на земната повърхност под инструмента. От даннитеизразени върху сеизмограмата учените могат да определятизразени върху сеизмограмата учените могат да определятвремето, епицентъра, дълбочината и вида на разлома навремето, епицентъра, дълбочината и вида на разлома наземетресението, а така също количеството реализирана енергия.земетресението, а така също количеството реализирана енергия.Дори най-малкото земетресение във някакъв район на земнотоДори най-малкото земетресение във някакъв район на земнотокълбо може да бъде записани със чувствителен детектор -кълбо може да бъде записани със чувствителен детектор -сеизмограф.сеизмограф.

Регистриране на земетресениятаРегистриране на земетресениятаХиляди са сеизмичните станции, които работят в цял свят иХиляди са сеизмичните станции, които работят в цял свят ипредават информация до Луната, Марс и Венера. Например,предават информация до Луната, Марс и Венера. Например,в България работят 12 сеизмични станции (Димитровград;в България работят 12 сеизмични станции (Димитровград;Ямбол; Кърджали;Ямбол; Кърджали; Крупник Крупник;; Мусомица Мусомица; Панагюрище;; Панагюрище;Пловдив;Пловдив; Преселенци Преселенци; Павликени; Рожен; София; Стражица;; Павликени; Рожен; София; Стражица;Витоша).Витоша). В Гърция те са 73; в Румъния 56; в Турция 156; в В Гърция те са 73; в Румъния 56; в Турция 156; вЮгославия: 19Югославия: 19..

Една сеизмична станция има три чувствителни махала заЕдна сеизмична станция има три чувствителни махала зазаписване колебанията по посока записване колебанията по посока север-юг, изток-запад и въвсевер-юг, изток-запад и въввертикална посокавертикална посока, което позволява да се установят, което позволява да се установятразстоянието, направлението, магнитуда, типа наразстоянието, направлението, магнитуда, типа наземетресението. Сеизмолозите използват мрежа от сеизмичниземетресението. Сеизмолозите използват мрежа от сеизмичнистанции за да определят мястото на земетресението и другистанции за да определят мястото на земетресението и другипараметри необходими за проектирането.параметри необходими за проектирането.

Регистриране на земетресениятаАко се приеме, че сеизмичното трептение е синусоидално, то неговитеАко се приеме, че сеизмичното трептение е синусоидално, то неговитеосновни параметри са амплитудата (основни параметри са амплитудата (АА) и периодът () и периодът (ТТ). От измервания на). От измервания наразлични земетресения е установено, че амплитудата при земетресениятаразлични земетресения е установено, че амплитудата при земетресениятаима стойност от части от mm до няколко cm (при земетресението въвима стойност от части от mm до няколко cm (при земетресението въвВранчаВранча, 1977 е регистрирана амплитуда 2.1cm)., 1977 е регистрирана амплитуда 2.1cm).В зависимост от периода на сеизмичните колебания земетресенията сеВ зависимост от периода на сеизмичните колебания земетресенията седелят на: делят на: с кратък период, Tс кратък период, T=0.2=0.2÷÷0.4s (такива са повече от земетресенията0.4s (такива са повече от земетресениятау нас); у нас); с дълъг период Tс дълъг период T=1=1÷÷3s. Последните са по-опасни, защото3s. Последните са по-опасни, защотособствените трептения на конструкциите са с по-дълъг период и могат дасобствените трептения на конструкциите са с по-дълъг период и могат дадостигнат в състояние на резонанс.достигнат в състояние на резонанс.Следва да се отчете факта, че сеизмичните колебания на терена и наСледва да се отчете факта, че сеизмичните колебания на терена и наизвестна дълбочина зависят от напластяването, механичните иизвестна дълбочина зависят от напластяването, механичните ихидрогеоложките свойства на отделните пластове. Това означава, чехидрогеоложките свойства на отделните пластове. Това означава, черазрушителното действие на дадено земетресение зависи не само от видаразрушителното действие на дадено земетресение зависи не само от видана конструкцията, но то може съществено да се изменя съобразнона конструкцията, но то може съществено да се изменя съобразнохарактеристиките на почвите, които изграждат земната основа. Това водихарактеристиките на почвите, които изграждат земната основа. Това водидо заключението, че за количествената оценка на разрушителнатадо заключението, че за количествената оценка на разрушителнатаинтензивност на земетресенията е необходимо да се знае спектърът наинтензивност на земетресенията е необходимо да се знае спектърът нареагиране на района.реагиране на района.

Регистриране на земетресениятаОсвен сеизмографите, записващи амплитудите на трептенията, вОсвен сеизмографите, записващи амплитудите на трептенията, впрактиката се използват ипрактиката се използват и акселеграфиакселеграфи, които записват сеизмичните, които записват сеизмичнитеускорения. Записите отускорения. Записите от акселеграфите акселеграфите се наричат се наричат акселеграмиакселеграми. Те. Тепредставляватпредставляват редици от случайни импулси с променливи периоди иредици от случайни импулси с променливи периоди иускорения. Теоретически,ускорения. Теоретически, акселеграмите акселеграмите представляват сложна представляват сложнаматематична функция на сеизмичното ускорение математична функция на сеизмичното ускорение aa (t) (t - моментът от(t) (t - моментът отначалото на силното земетресение). Тази функция зависи отначалото на силното земетресение). Тази функция зависи отусловията на напластяване и механичните свойства на почвенияусловията на напластяване и механичните свойства на почвениямасив. На основата намасив. На основата на акселеграмите акселеграмите, разглеждайки почвената среда, разглеждайки почвената средакато маса с една степен на свобода, могат да се получат спектралнитекато маса с една степен на свобода, могат да се получат спектралнитекриви за относителните премествания и ускоренията. Тези кривикриви за относителните премествания и ускоренията. Тези кривипредставляват представляват спектърът на реагиранеспектърът на реагиране, т.е. максималното реагиране, т.е. максималното реагиранена почвената среда за конкретен период, когато тя е подложена нана почвената среда за конкретен период, когато тя е подложена насеизмично ускорение сеизмично ускорение aa (t).(t).Скоростите на сеизмичните вълни зависят от вида на почвите иСкоростите на сеизмичните вълни зависят от вида на почвите искалите. В Таблица 1. са дадени стойностите на скоростта наскалите. В Таблица 1. са дадени стойностите на скоростта нанадлъжните вълни (надлъжните вълни (vvpp) за някои видове почви) за някои видове почви ..

Стойности на скоростите на надлъжните сеизмичниСтойности на скоростите на надлъжните сеизмичнивълни за някои видове почвивълни за някои видове почви

Влажна глинаВлажна глина vvpp ==15001500 m/s m/sЛьос с естествена влажностЛьос с естествена влажност vvpp == 800 m/s 800 m/s Чакълести пясъциЧакълести пясъци vvpp == 480 m/s 480 m/s Дребнозърнести пясъциДребнозърнести пясъци vvpp == 300 m/s 300 m/s СредноСредно--зърнести пясъцизърнести пясъци vvpp == 500 m/s 500 m/s Среднозърнест чакълСреднозърнест чакъл vvpp == 750 750 m/s m/sАко почвената среда се разглежда като еластично изотропноАко почвената среда се разглежда като еластично изотропнополупространство, скоростите на надлъжните и напречните вълни могатполупространство, скоростите на надлъжните и напречните вълни могатда се определят с изразите:да се определят с изразите:

ρb

pEv =

ρGvs =

където:където: EEbb - модул на обемна деформация; - модул на обемна деформация; GG- модул на срязване.- модул на срязване.

Тогава зависимостта между скоростта на напречните (Тогава зависимостта между скоростта на напречните (vvss))и надлъжните (и надлъжните (vvpp) вълни се получава във вида:) вълни се получава във вида: )1(2

21 vv ps νν

−−

=

където ν е коефициент на Poisson.

Стойности на скоростите на напречните сеизмичниСтойности на скоростите на напречните сеизмичнивълнивълни за някои видове почвиза някои видове почви

Насипна почваНасипна почва vvss = = 100 100 ÷÷ 150 m/s 150 m/s Прахова песъчлива глинаПрахова песъчлива глина vvss = = 120 120 ÷÷ 200 m/s 200 m/s ГлинаГлина vvss = = 250 m/s250 m/s Мергелна глинаМергелна глина vvss = = 300 300 ÷÷ 400 m/s 400 m/s ТиняТиня vvss = = 60 m/s60 m/s Влажен пясъкВлажен пясък vvss = = 340 m/s340 m/s Чакъл с примес от пясъкЧакъл с примес от пясък vvss = = 300 300 ÷÷ 400 m/s 400 m/s Глинест мергелГлинест мергел vvss = = 700 700 ÷÷ 900 m/s 900 m/s ПясъчникПясъчник vvss = = 1000 m/s1000 m/s Третият вид вълни, Третият вид вълни, повърхностнитеповърхностните, са резултат от преобразуването на, са резултат от преобразуването награницата на почвената среда на първите два вида и се наричат повърхностни.границата на почвената среда на първите два вида и се наричат повърхностни.Всъщност Всъщност PP и и SS вълните изразяват деформациите на целия обем на почвената вълните изразяват деформациите на целия обем на почвенатасреда и затова се наричат още среда и затова се наричат още обемни вълниобемни вълни..Повърхностните вълни, за разлика от обемните имат много по-голям период и сеПовърхностните вълни, за разлика от обемните имат много по-голям период и седелят още на два типа, които носят имената на техните откриватели - делят още на два типа, които носят имената на техните откриватели - Law Law ии RaleyRaley..По характер на движение вълните наПо характер на движение вълните на ReleyReley приличат на водните вълни. Тези приличат на водните вълни. Тезивълни също се изменят в зависимост от свойствата на почвата и севълни също се изменят в зависимост от свойствата на почвата и серазпространяват с по-малка скорост от напречнитеразпространяват с по-малка скорост от напречните..

Стойности на скоростите на повърхностните сеизмични вълниСтойности на скоростите на повърхностните сеизмични вълни

Вид почваСкорост на

повърхностните вълни,m/s

1 Скални почви (гранит, варовик,пясъчници плътни, шисти)

1500 ÷ 5600

2 Полускални почви (гипс,мергели, циментирани пясъци)

1400 ÷ 3000

3 Едрозърнести почви (валуни,чакъли и едри пясъци)

1100 ÷ 2100

4 Свързани почви (глини,песъчливи глини и глинестипясъци

500 ÷ 1500

5 Свързани почви (глини,песъчливи глини и глинестипясъци

500 ÷ 1500

ММагнитуд и интензивностагнитуд и интензивност

Силата на земетресенията, по принцип, се изменя в широки граници.Силата на земетресенията, по принцип, се изменя в широки граници.Например, разрушенията в една мина може да засегнат само няколкоНапример, разрушенията в една мина може да засегнат само няколкометри от скалата, докато при едно силно земетресение пукнатините вметри от скалата, докато при едно силно земетресение пукнатините вземната кора могат да достигнат 500 - 600 km дължина. Ако едноземната кора могат да достигнат 500 - 600 km дължина. Ако едноземетресение се усеща на повърхността, или предизвиква разрушение, тоземетресение се усеща на повърхността, или предизвиква разрушение, тонеговата интензивност или формата на колебанията на земнатанеговата интензивност или формата на колебанията на земнатаповърхност за сега лесно могат да бъдат установени. Много отповърхност за сега лесно могат да бъдат установени. Много отземетресения обаче, се проявяват в океана или на голяма дълбочина иземетресения обаче, се проявяват в океана или на голяма дълбочина ипросто не могат да се усетят на повърхността, което затруднявапросто не могат да се усетят на повърхността, което затрудняваопределянето на действителният им размер.определянето на действителният им размер.Днес съвременните сеизмични системи пренасят данни от сеизмографитеДнес съвременните сеизмични системи пренасят данни от сеизмографитечрез телефонни линии и сателит директно до дигиталния компютър. Товачрез телефонни линии и сателит директно до дигиталния компютър. Товапозволява, за няколко минути след земетресението да се определят редицапозволява, за няколко минути след земетресението да се определят редицапараметри, като географско разположение, дълбочината, магнитуд ипараметри, като географско разположение, дълбочината, магнитуд идруги. Единственият ограничаващ фактор е, времето за коетодруги. Единственият ограничаващ фактор е, времето за коетосеизмичните вълни ще достигнат от епицентъра до сеизмичната станция.сеизмичните вълни ще достигнат от епицентъра до сеизмичната станция.Измерванията показват, че обикновено това време е по-малко от 10 min.Измерванията показват, че обикновено това време е по-малко от 10 min.

Магнитуд и интензивностМагнитуд и интензивност.

Идеята за логаритмичната скала най-напред е развита от Идеята за логаритмичната скала най-напред е развита от Charles RichterCharles Richter през през1930г за оценка на земетресения станали в южна Калифорния чрез използване на1930г за оценка на земетресения станали в южна Калифорния чрез използване нависоко честотни данни от близки сеизмични станции. Този магнитуд е дефиниранвисоко честотни данни от близки сеизмични станции. Този магнитуд е дефиниранкато като MMLL, с индекса , с индекса LL за локални земетресения. Това всъщност е известната за локални земетресения. Това всъщност е известнатамагнитудна скала на магнитудна скала на RichterRichter..

Съгласно определението по Съгласно определението по RichterRichter, магнитудът на едно земетресение е равен на, магнитудът на едно земетресение е равен надесетичния логаритъм на максималната амплитуда на сеизмичната вълнадесетичния логаритъм на максималната амплитуда на сеизмичната вълнаизмерена (със стандартна апаратура) на разстояние 100km от епицентъра наизмерена (със стандартна апаратура) на разстояние 100km от епицентъра наземетресението. Както бе посочено по-горе, записването на амплитудата наземетресението. Както бе посочено по-горе, записването на амплитудата наземетресенията се извършва със сеизмографи. Тогава, съгласно въведената отземетресенията се извършва със сеизмографи. Тогава, съгласно въведената отRichterRichter скала, “стандартното” земетресение има магнитуд скала, “стандартното” земетресение има магнитуд MM=1, т.е., земетресение,=1, т.е., земетресение,което може да произведе единица отклонение на даден сеизмограф избран закоето може да произведе единица отклонение на даден сеизмограф избран застандартен на разстояние 100km.стандартен на разстояние 100km.Ако при дадено земетресение е измерена максимална амплитуда Ако при дадено земетресение е измерена максимална амплитуда АА, то неговият, то неговиятмагнитуд се дефинира смагнитуд се дефинира сMML L = lg= lg ( (AA//AA00))където където AA00 е наречена основна (нулева) амплитуда (при сеизмична вълна с е наречена основна (нулева) амплитуда (при сеизмична вълна самплитуда 1mm, измерена на разстояние амплитуда 1mm, измерена на разстояние LL=100km от епицентъра със сеизмограф=100km от епицентъра със сеизмографсъс следните характеристики: период на затихване 0.8s, статично усилване 2800,със следните характеристики: период на затихване 0.8s, статично усилване 2800,затихване на уреда 0.8).затихване на уреда 0.8).

Магнитуд и интензивностМагнитуд и интензивност.

Фиг.6. Дефиниране на магнитуда на земетресението по Фиг.6. Дефиниране на магнитуда на земетресението по RichterRichter

Според големината на магнитуда е въведена класификация наСпоред големината на магнитуда е въведена класификация наземетресенията наречена “земетресенията наречена “скала на Richterскала на Richter” (Таблица 4). Скалата на ” (Таблица 4). Скалата на RichterRichter е ебезгранична, но се счита, че трусове с магнитуд безгранична, но се счита, че трусове с магнитуд M MRR<2, почти не се утешат от<2, почти не се утешат отхората. Земен трус схората. Земен трус с M MR R =5 може да събори комини и мазилки, да преобърне=5 може да събори комини и мазилки, да преобърнесъдове поставени във витрина.съдове поставени във витрина.

Таблица 4. Класификация на земетресенията по скалата на Richter

Магнитудпо Richter

Въздействие от земетресението

По малкоот 3,5

Обикновено не се усеща, но се записва

3,5 - 5,4 Усеща се, но рядко предизвиква разрушения

5,5 - 6,0Леки разрушения на сгради проектирани съссеизмично осигуряване. Може да предизвика големиразрушения на некачествено изпълнени сгради.

6,1 - 6,9 Може да предизвика разрушения в жилищни районидо 100km от епицентъра.

7,0 - 7,9 Силно земетресение. Може да причини големиразрушения в големи области.

8,0 иповече

Катастрофално земетресение. Може да причиниголеми разрушения в райони в радиус до няколкохиляди километри.

Магнитуд и интензивностМагнитуд и интензивност..

Интензивност на земетресенията.Интензивност на земетресенията.Интензивността на земетресенията се базира на локалниИнтензивността на земетресенията се базира на локалниускорения при колебанията на земната повърхност, а такаускорения при колебанията на земната повърхност, а такасъщо и от продължителността на действие на тези ускорения.също и от продължителността на действие на тези ускорения.Интензивността и магнитудът зависят от много променливи,Интензивността и магнитудът зависят от много променливи,които включват параметри като начин на разрушаване накоито включват параметри като начин на разрушаване наскалата разпространение на енергията от земетресениетоскалата разпространение на енергията от земетресениетоизвън епицентъра. Тези фактори затрудняват инженерът, аизвън епицентъра. Тези фактори затрудняват инженерът, атака също и други които използват данните оттака също и други които използват данните отинтензивността и магнитудът, при оценка точността наинтензивността и магнитудът, при оценка точността нагрешките, които могат да съществуват при тяхнотогрешките, които могат да съществуват при тяхнотоприлагане.прилагане.

Магнитуд и интензивностМагнитуд и интензивност..

ИнтензивносттаИнтензивността на едно земетресение е мярка за въздействието на на едно земетресение е мярка за въздействието наосвободената от хипоцентъра енергия в мястото на наблюдението. Тя сеосвободената от хипоцентъра енергия в мястото на наблюдението. Тя седефинира на основата на реакцията на измервателните уредидефинира на основата на реакцията на измервателните уреди((акселерографиакселерографи) или по щетите предизвикани от земетресението върху) или по щетите предизвикани от земетресението върхуобекти и сгради в дадено място.обекти и сгради в дадено място.В световната практика се използуват три основни скали за оценкаВ световната практика се използуват три основни скали за оценкаинтензивността на земетресенията:интензивността на земетресенията:

•• Модифицирана скала на Модифицирана скала на Mercalli Mercalli ((ММММ), приета през 1931г. Тя е 12 степенна), приета през 1931г. Тя е 12 степеннаи се основава на критерии свързани с въздействието на земетресениетои се основава на критерии свързани с въздействието на земетресениетовърху хората и околната среда;върху хората и околната среда;

•• Сеизмична скалаСеизмична скала MSKMSK (на (на Медведев Медведев,, Шпонхойер Шпонхойер,, Карник Карник), е възприета у), е възприета унас и други страни в Европа. Тя е също 12 степенна и се основава на 3нас и други страни в Европа. Тя е също 12 степенна и се основава на 3критерия: усещане (възприемане) от хората и околните предмети;критерия: усещане (възприемане) от хората и околните предмети;въздействие върху сградите; остатъчни явления в почвата;въздействие върху сградите; остатъчни явления в почвата;

•• Японска скалаЯпонска скала ( (JMAJMA)- 8 степенна (от 0 до VII степен). На всяка степен от)- 8 степенна (от 0 до VII степен). На всяка степен отJMAJMA отговаря определена стойност на максималното ускорение на отговаря определена стойност на максималното ускорение напочвата.почвата.

Сеизмични ускорения по Сеизмични ускорения по MSKMSK и и MMMM скали скали.По MSK скала По MМ скала

Интензивност Сеизмичноускорениеα, , cm/s2

Интензивност Сеизмичноускорениеα, , cm/s2

I 1.3 V 15-30II 1.5 VI 31-60III 3 VII 61-120IV 7 VIII 121-240V 15 IX 241-480VI 30 X 481-960VII 70VIII 150IX 320X 675XI 1500XII 3200

•Таблица Таблица 7.7. Интензивност на земетресенията в зависимост Интензивност на земетресенията в зависимост ототмагнитуда, дълбочината на хипоцентърамагнитуда, дълбочината на хипоцентъра

Магнитуд Интензивност на различна дълбочинаH, km

5 15 45

7.5<М<8.5 - 10 9-10

6.5<М<7.5 10 9-10 7-8

5.25<М<6.5 9-10 7-8 5-7

4.25<М<5.4 7-8 5-7 4-5

3.25<М4.25 5-6 4-5 2-3

Таблица 8. Сравнение на ефекта от земетресенията по скалатаТаблица 8. Сравнение на ефекта от земетресенията по скалатана на RichterRichter и интензивността по скалата на и интензивността по скалата на MercalliMercalli

Магнитуд

Интен-зиивност

Описание

1.0 - 3.0 I I. Не се усеща, освен при някои особено чувствителни условия.

3.0 - 3.9 II - IIIII.Усеща се от някои хора в покой, особено по пода на сградите.III.Усеща се едва забележимо от хора вътре в къщите, особено отподовете на сградите. Много хора не разпознават това катоземетресение. Включват се мотори на колите, възможно е леко люлеене.Вибрации подобни на преминаващ камион. Продължителността можеда се определи.

4.0 - 4.9 IV - VIV.Усеща се от много хора в къщи и от някои навън през деня. Презнощта някои се събуждат. Съдове, прозорци, врати могат да се счупят;стените издават звук на счупване. Усещане подобно на тежък камионблъскащ се в сградата. Запалване мотори на колите, забележимолюлеене.V.Усеща се от почти всички; много се събуждат. Някои съдове,прозорци са счупени. Нестабилни предмети се обръщат. Часовници смахало могат да спрат.

5.0 - 5.9 VI - VIIVI.Усеща се от всички, много изплашени. Някои тежки мебели сепреместват; в отделни случаи падат мазилки. Леки разрушения.VII.Незабележими разрушения в качествено проектирани и изпълненисгради; леки до средни разрушения в сгради със средно качество;значителни разрушения в сгради с лошо качество и лошо проектираниконструкции; разрушават се някои комини.

Таблица 8. Сравнение на ефекта от земетресенията по скалатаТаблица 8. Сравнение на ефекта от земетресенията по скалатана на RichterRichter и интензивността по скалата на и интензивността по скалата на MercalliMercalli

(продължение)(продължение)

Магнитуд

Интен-зиивност

Описание

6.0 - 6.9 VIII - IX

VIII. Леки разрушения в специално проектирани конструкции;значителни разрушения необикновени значителни сгради с частичнипропадания. Големи разрушения в лошо проектирани сгради. Падане накомини, фабрики, колони, монументи, стени. Обръщане на тежкимебели.IX.Значителни разрушения в специално проектирани конструкции;добре проектирани рамки се измятат от вертикалната ос. Големиразрушения в значителни сгради, с частично пропадане. Сгради сеотместват от фундаментите.

7.0и

повече

Xили

повече

X.Някои качествено построени дървени сгради се разрушават напълно;повече зидани и рамкови конструкции се разрушават с фундаментите.Наклоняват се парапети.XI.Някои, (зидани) конструкции остават постоянни. Разрушават семостове. Големи наклонявания на парапети.XII.Пълно разрушение. Всичко зримо е разрушено. Обекти хвърчат въввъздуха.

Интензивност по МSКИнтензивност по МSКМикросеизмичната скала MSK-64, Микросеизмичната скала MSK-64, използва следната класификация (Ценов,2002): използва следната класификация (Ценов,2002):1.Класификация на конструкциите1.Класификация на конструкциите ( (строени без специално осигуряване настроени без специално осигуряване насеизмични въздействиясеизмични въздействия):):

•• тип А: сгради от необработен камък, селски сгради, кирпичени сгради;тип А: сгради от необработен камък, селски сгради, кирпичени сгради;•• тип В: обикновени тухлени сгради , сгради от панелен тип, паянтовитип В: обикновени тухлени сгради , сгради от панелен тип, паянтовисгради от дялан камък;сгради от дялан камък;

•• тип С:тип С: скелетни стоманобетонни сгради, дървени сградискелетни стоманобетонни сгради, дървени сгради..2. Класификация на повредите:2. Класификация на повредите:

•• леки повреди (първа степен):тънки пукнатини в мазилката и обрушване налеки повреди (първа степен):тънки пукнатини в мазилката и обрушване намалки парчета мазилка;малки парчета мазилка;

•• умерени повреди (втора степен): неголеми пукнатини в стените,умерени повреди (втора степен): неголеми пукнатини в стените,обрушване на сравнително големи парчета мазилка, падане на покривниобрушване на сравнително големи парчета мазилка, падане на покривнимазилкимазилки

•• тежки повреди (трета степен)тежки повреди (трета степен): : големи пукнатини в стените, падане наголеми пукнатини в стените, падане накомини;комини;

•• разрушения (четвърта степен): пукнатини през цялата дебелина наразрушения (четвърта степен): пукнатини през цялата дебелина настените, дупки в стените, разрушаване на връзките между отделнистените, дупки в стените, разрушаване на връзките между отделничасти на сградите, обрушване на вътрешни преградни стеничасти на сградите, обрушване на вътрешни преградни стенисрутвания (пета степен):срутвания (пета степен): цялостно разрушаване на сградитецялостно разрушаване на сградите..

Интензивност по МSКИнтензивност по МSК4. Групиране на ефектите за оценка на интензивността:4. Групиране на ефектите за оценка на интензивността:А) ефекти върху хората и обкръжението им;А) ефекти върху хората и обкръжението им;В) ефекти върху сградите и съоръженията;В) ефекти върху сградите и съоръженията;С) ефекти върху околната среда (природни явления).С) ефекти върху околната среда (природни явления).

Степени на интензивност на сеизмичното въздействиеСтепени на интензивност на сеизмичното въздействие

II степен. степен. Неосезаемо земетресениеНеосезаемо земетресение..А) Трептенията се регистрират от специална апаратура.А) Трептенията се регистрират от специална апаратура.IIII степен. степен. Едва осезаемо земетресениеЕдва осезаемо земетресение..А) Трептенията се усещат само от А) Трептенията се усещат само от отделниотделни хора, намиращи се в покой, хора, намиращи се в покой,особено в горните етажи.особено в горните етажи.IIIIII степен. степен. Слабо земетресениеСлабо земетресение..А) Земетресението се усеща от А) Земетресението се усеща от немногонемного хора, намиращи се в помещения; хора, намиращи се в помещения;внимателни наблюдатели забелязват леко разклащане на висящивнимателни наблюдатели забелязват леко разклащане на висящипредмети – по-силно изразено в горните етажи.предмети – по-силно изразено в горните етажи.

Интензивност по МSКИнтензивност по МSКIVIV степен. степен. Усещано земетресениеУсещано земетресение..А) А) МногоМного хора намиращи се в сгради, усещат земетресението. На хора намиращи се в сгради, усещат земетресението. На отделниотделниместа спящи се събуждат, но никой не е изплашен. Трептенията са подобни наместа спящи се събуждат, но никой не е изплашен. Трептенията са подобни натези, предизвикани от тежък транспорт. Задрънчават прозорци и съдове3,тези, предизвикани от тежък транспорт. Задрънчават прозорци и съдове3,поскърцват подове, врати и мебели. Висящи предмети леко се разлюляват.поскърцват подове, врати и мебели. Висящи предмети леко се разлюляват.Течности в открити съдове леко се разклащат. В стоящи на място превозниТечности в открити съдове леко се разклащат. В стоящи на място превознисредства се усеща трептене.средства се усеща трептене.

VV степен. степен. ПробужданеПробуждане..А) Земетресението се усеща от всички хора намиращи се в сгради, много гоА) Земетресението се усеща от всички хора намиращи се в сгради, много гоусещат и под открито небе. усещат и под открито небе. МногоМного спящи се пробуждат. спящи се пробуждат. ОтделниОтделни хора хораизбягват от сградите.Висящите предмети силно се разлюляват5. Картините сеизбягват от сградите.Висящите предмети силно се разлюляват5. Картините сеизместват. В редки случаи махалата на стенни часовници спират. изместват. В редки случаи махалата на стенни часовници спират. ОтделниОтделниустойчиви предмети падат. Незатворени врати и прозорци се разтварят иустойчиви предмети падат. Незатворени врати и прозорци се разтварят ипритварят. От отворени съдове в големи количества се разплискватпритварят. От отворени съдове в големи количества се разплискваттечности. Осезаемите трептения са подобни на тези, предизвикани оттечности. Осезаемите трептения са подобни на тези, предизвикани отпадането на тежки предмети вътре в сградата. Животните се обезпокояват.падането на тежки предмети вътре в сградата. Животните се обезпокояват.В) Възможни повреди от В) Възможни повреди от първа степенпърва степен в отделни сгради от в отделни сгради от тип Атип А..С) В някои случаи се изменя дебитът на водоизточници.С) В някои случаи се изменя дебитът на водоизточници.

Интензивност по МSКИнтензивност по МSК

VIVI степен. степен. УплахаУплаха..А) Земетресението се усеща от А) Земетресението се усеща от повечетоповечето хора, намиращи се както в хора, намиращи се както впомещения, така и под открито небе. помещения, така и под открито небе. МногоМного хора напускат сградите хора напускат сградитеуплашени. уплашени. ОтделниОтделни лица загубват равновесие. В лица загубват равновесие. В отделниотделни случаи се случаи сесчупват стъклени съдове, книги падат. Възможно е преместване на тежкисчупват стъклени съдове, книги падат. Възможно е преместване на тежкимебели; възможно е да се чуе звън от малките камбани в камбанариите.мебели; възможно е да се чуе звън от малките камбани в камбанариите.Домашните животни побягват навън.Домашните животни побягват навън.В) Повреди от В) Повреди от първа степен в отделни сградипърва степен в отделни сгради от от типтип В В и в много сградии в много сградиот от тип Атип А. В . В отделниотделни сгради от сгради от тип Атип А – повреди от – повреди от втора степенвтора степен..С) В С) В отделниотделни случаи във влажни почви е възможна появата на случаи във влажни почви е възможна появата напукнатини до пукнатини до 1 1 cmcm, , а в планинските райони – а в планинските райони – отделниотделни случаи на случаи насвличания. Наблюдават се изменения на дебита на водоизточници исвличания. Наблюдават се изменения на дебита на водоизточници иизменения на нивото на водата в кладенци.изменения на нивото на водата в кладенци.

VII степен. VII степен. Повреждане на сградиПовреждане на сгради..А) А) ПовечетоПовечето хора са уплашени и избягват от сградите. хора са уплашени и избягват от сградите. МногоМного хора трудно хора труднозапазват равновесие. Земетресението се усеща от водачите на движещи сезапазват равновесие. Земетресението се усеща от водачите на движещи сепревозни средства. Звънят и големите камбани.превозни средства. Звънят и големите камбани.

Интензивност по МSКИнтензивност по МSКВ) В В) В многомного сгради от сгради от тип Стип С – повреди от – повреди от първа степенпърва степен; в ; в многомного сгради от сгради от тип Втип В – –повреди от повреди от втора степенвтора степен; в ; в многомного сгради от сгради от тип Атип А – повреди от – повреди от трета степентрета степен, а в, а вотделно случаи – от отделно случаи – от четвърта степенчетвърта степен. В . В отделниотделни случаи – пукнатини в пътната случаи – пукнатини в пътнатанастилка и свличане на части от пътищата в остри завои и склонове. Нарушаваненастилка и свличане на части от пътищата в остри завои и склонове. Нарушаванена връзките в тръбопроводи; пукнатини в сгради.на връзките в тръбопроводи; пукнатини в сгради.С) Образуват се вълни и водата се размътва във водни басейни. Изменят сеС) Образуват се вълни и водата се размътва във водни басейни. Изменят сенивата на водата в кладенци и дебитът на водоизточниците. В нивата на водата в кладенци и дебитът на водоизточниците. В отделниотделни случаи се случаи сепоявяват нови и се изменят съществуващи извори. В появяват нови и се изменят съществуващи извори. В отделниотделни случаи се появяват случаи се появяватсвличания на пясъчни или чакълести брегове на реки.свличания на пясъчни или чакълести брегове на реки.

VIII степен. VIII степен. Силно повреждане на сградиСилно повреждане на сгради..А) Страх и паника; изпитват безпокойство даже и шофьори на движещи се коли.А) Страх и паника; изпитват безпокойство даже и шофьори на движещи се коли.Тук-там има счупени клони и дървета. Премества се и понякога се преобръщатТук-там има счупени клони и дървета. Премества се и понякога се преобръщаттежки мебели. Част от висящите лампи се повреждат.тежки мебели. Част от висящите лампи се повреждат.В) В В) В многомного сгради от сгради от тип Стип С – повреди от – повреди от втора степенвтора степен, в , в отделниотделни сгради – сгради –повреди от повреди от трета степентрета степен. В . В многомного сгради от сгради от тип Втип В – повреди от – повреди от трета степентрета степен, а, ав в отделниотделни - повреди от - повреди от четвърта степенчетвърта степен. В . В многомного сгради от сгради от тип Атип А - повреди от - повреди отчетвърта степенчетвърта степен, а в , а в отделниотделни - повреди от - повреди от пета степенпета степен. Паметници и статуи се. Паметници и статуи сеизместват. Надгробни паметници и плочи се събарят. Каменни сгради сеизместват. Надгробни паметници и плочи се събарят. Каменни сгради серазрушават.разрушават.

Интензивност по МSКИнтензивност по МSКС) Неголеми свличания на стръмни изкопи и насипи на пътища;С) Неголеми свличания на стръмни изкопи и насипи на пътища;пукнатините в почвата достигат до няколко пукнатините в почвата достигат до няколко cm.cm. Възникват нови водоеми. Възникват нови водоеми.Понякога пресъхнали кладенци се напълват. В Понякога пресъхнали кладенци се напълват. В многомного случаи се изменят случаи се изменятдебитът на изворите и нивото на водата в кладенци.дебитът на изворите и нивото на водата в кладенци.

IX IX степен. степен. Всеобщо повреждане на сградиВсеобщо повреждане на сгради..А) Всеобща паника; много повреди на мебели. Животните ужасени тичатА) Всеобща паника; много повреди на мебели. Животните ужасени тичатна всички страни, издавайки силни звуци.на всички страни, издавайки силни звуци.В) В В) В многомного сгради от сгради от тип Стип С – повреди от – повреди от трета степентрета степен, в , в отделниотделни сгради сгради– повреди от – повреди от четвърта степенчетвърта степен. В . В многомного сгради от сгради от тип Втип В – повреди от – повреди отчетвърта степенчетвърта степен, а в , а в отделниотделни - повреди от - повреди от пета степенпета степен. В . В многомного сгради сградиот от тип Атип А - повреди от - повреди от пета степенпета степен, а в , а в отделниотделни - повреди от - повреди от пета степенпета степен..Паметници се преобръщат. Значителни повреди на изкуствени водоеми;Паметници се преобръщат. Значителни повреди на изкуствени водоеми;разкъсване на подземни тръбопроводи. В разкъсване на подземни тръбопроводи. В отделниотделни случаи изкривявания случаи изкривяванияна ж.п. релси и повреждане на пътното платно.на ж.п. релси и повреждане на пътното платно.С) Частични наводнявания и наноси от пясък и кал. Пукнатините вС) Частични наводнявания и наноси от пясък и кал. Пукнатините впочвата достигат до почвата достигат до 1010 cm cm.. Скални свличания и активизиране на Скални свличания и активизиране насвлачища. Във водните басейни се образуват големи вълни.свлачища. Във водните басейни се образуват големи вълни.

Интензивност по МSКИнтензивност по МSКX X степен. степен. Всеобщо разрушаване на сградиВсеобщо разрушаване на сгради..В) В В) В многомного сгради от сгради от тип Стип С – повреди от – повреди от четвърта степенчетвърта степен, в , в отделниотделни сгради – повреди сгради – повредиот от пета степенпета степен. В . В многомного сгради от сгради от тип Втип В – повреди от – повреди от пета степенпета степен. Опасни. Опасниповреждания на язовирни стени и диги, сериозни повреждания на мостове.повреждания на язовирни стени и диги, сериозни повреждания на мостове.Изкривявания на ж.п. релси. Разкъсвания и изкривявания на подземни тръбопроводи.Изкривявания на ж.п. релси. Разкъсвания и изкривявания на подземни тръбопроводи.Пътните настилки иПътните настилки и асфалтовите асфалтовите покрития образуват вълнообразни повърхнини. покрития образуват вълнообразни повърхнини.С) В някои случаи пукнатините в почвата достигат до С) В някои случаи пукнатините в почвата достигат до 11mm.. Свличания по стръмните Свличания по стръмнитесклонове. Възможни са свличания на бреговете на реки на стръмни морски брегове;склонове. Възможни са свличания на бреговете на реки на стръмни морски брегове;пясъчни и скални “изригвания”. Изплискване на вода от канали, езера, реки ипясъчни и скални “изригвания”. Изплискване на вода от канали, езера, реки и пр пр..Образуване на нови езера.Образуване на нови езера.XIXI степен. степен. КатастрофаКатастрофаВ) Сериозно повредени са дори добре построени сгради, мостове, язовири и ж.п. линии.В) Сериозно повредени са дори добре построени сгради, мостове, язовири и ж.п. линии.Пътищата стават непригодни. Разрушават се подземните тръбопроводи.Пътищата стават непригодни. Разрушават се подземните тръбопроводи.С) Значителни деформации на терена във вид на широки пукнатини, разриви иС) Значителни деформации на терена във вид на широки пукнатини, разриви ипремествания в хоризонтално и вертикално направление; многобройни планинскипремествания в хоризонтално и вертикално направление; многобройни планинскисвличания.свличания.XIIXII степен. степен. Изменение на релефа.Изменение на релефа.В) Силно повреждане или разрушение на всички надземни и подземни съоръжения.В) Силно повреждане или разрушение на всички надземни и подземни съоръжения.С) Радикално изменение на земната повърхност. Образуване на значителни пукнатиниС) Радикално изменение на земната повърхност. Образуване на значителни пукнатинис обширни вертикални и хоризонтални премествания. Обрушване на скали;с обширни вертикални и хоризонтални премествания. Обрушване на скали;разрушаване на бреговете на реки; изменение на руслото на реки; преграждане наразрушаване на бреговете на реки; изменение на руслото на реки; преграждане надолини и образуване на езера.долини и образуване на езера.

Основни изисквания при фундиране вОсновни изисквания при фундиране всеизмични районисеизмични райони

Съгласно БългарскияСъгласно Българскиятт Правилник Правилник за проектиране на сгради иза проектиране на сгради исъоръжения в сеизмични райони (1987) съоръжения в сеизмични райони (1987) почвите се категоризиратпочвите се категоризиратв 3 групи:в 3 групи:•• I групаI група: Скали от всички видове (без изветрелите); сбити: Скали от всички видове (без изветрелите); сбитичакъли; мергели изветрели; твърди глини;чакъли; мергели изветрели; твърди глини;

•• II групаII група: Изветрели скали и мергели; чакълести, едри и средни: Изветрели скали и мергели; чакълести, едри и среднипясъци, сбити и средно сбити; дребен пясък - сбит; глинестпясъци, сбити и средно сбити; дребен пясък - сбит; глинестпясък и песъчлива глина - твърди, полутвърди, твърдо-пясък и песъчлива глина - твърди, полутвърди, твърдо-пластични; твърдо-пластична глина;пластични; твърдо-пластична глина;

•• III групаIII група: дребен пясък - средно сбит; прахов пясък - сбит и: дребен пясък - средно сбит; прахов пясък - сбит исредно сбит; глинест пясък и песъчлива глина - средно досредно сбит; глинест пясък и песъчлива глина - средно домеко-пластични; глина - средно до меко-пластична; льос.меко-пластични; глина - средно до меко-пластична; льос.

•• Напълно пригодниНапълно пригодни за фундиране са почвите от за фундиране са почвите от I и II група,I и II група, при приНПВ по-дълбоко o от 4,0m.НПВ по-дълбоко o от 4,0m.

Основни изисквания при фундиране вОсновни изисквания при фундиране всеизмични районисеизмични райони•• Малко пригодниМалко пригодни за фундиране са почвите от за фундиране са почвите от III група,III група, при НПВ при НПВ

под 4,0m.под 4,0m.•• Слабо пригодниСлабо пригодни са: силно изветрели скали и полускални са: силно изветрели скали и полускални

разновидности; водонаситени прахови пясъци; водонаситениразновидности; водонаситени прахови пясъци; водонаситенитинести и заблатени почви; стръмни терени; терени върхутинести и заблатени почви; стръмни терени; терени върхукарстови празнини и минни галерии; терени в близост докарстови празнини и минни галерии; терени в близост донескалнинескални откоси. откоси.

•• НепригодниНепригодни за фундиране са: терените с активни геоложки за фундиране са: терените с активни геоложкиразломи; терените до стабилизирани и активни свлачища;разломи; терените до стабилизирани и активни свлачища;терени с коефициент на сеизмичносттерени с коефициент на сеизмичност KKcc>>0,4.0,4.При фундиране върху неуплътнени насипи, течно-При фундиране върху неуплътнени насипи, течно-пластични глини, рохкави водонаситени пясъци и другитепластични глини, рохкави водонаситени пясъци и другитепочви от почви от III групаIII група, следва да се извършва , следва да се извършва заздравяванезаздравяване..

Някои допълнителни изисквания при проектиранеНякои допълнителни изисквания при проектиранена плоски фундаменти в сеизмични районина плоски фундаменти в сеизмични райони

Съгласно нормите, изчисляването на земната основа на сгради иСъгласно нормите, изчисляването на земната основа на сгради исъоръжения в сеизмични райони се извършва по първа група граничнисъоръжения в сеизмични райони се извършва по първа група граничнисъстояния - на носеща способност.състояния - на носеща способност.Освен това, въвеждат се някои Освен това, въвеждат се някои допълнителни изискваниядопълнителни изисквания::При особено съчетание на товарите (статично и сеизмично) се допускаПри особено съчетание на товарите (статично и сеизмично) се допусканепълно опиране на основната плоскост на фундамента върху почватанепълно опиране на основната плоскост на фундамента върху почвата(изключен опън) като ексцентрицитета на сумарното натоварване се(изключен опън) като ексцентрицитета на сумарното натоварване сеограничава до ограничава до ee≤≤B/3 B/3 ((BB - размерът на фундамента в равнината на - размерът на фундамента в равнината намомента), а максималното ръбово натоварване при изключен опън дамомента), а максималното ръбово натоварване при изключен опън дане бъде по- голямо от четири пити изчислителното почвеноне бъде по- голямо от четири пити изчислителното почвенонатоварване (натоварване (σσmaxmax≤≤4R4Rпп) () (σσmaxmax - определено по Навие). - определено по Навие).Не се допускат сглобяеми бетонни и стоманобетонни избени стени иНе се допускат сглобяеми бетонни и стоманобетонни избени стени ифундаменти, съставени от отделни елементи в райони с коефициент нафундаменти, съставени от отделни елементи в райони с коефициент насеизмичностсеизмичност KKcc≥≥0.27, както и в сеизмични райони със сложни0.27, както и в сеизмични райони със сложниинженерно-геоложки условия (силно наклонени терени, водонаситениинженерно-геоложки условия (силно наклонени терени, водонаситенипочви спочви с RRпп≤≤ 150кN/m150кN/m22, , райони с райони с физико физико-геоложки процеси и други-геоложки процеси и другиподобни).подобни).


•• При сеизмични райони сПри сеизмични райони с KKcc≥≥0.27, фундаментите на0.27, фундаментите насградите или на отделните секции от тях се поставят насградите или на отделните секции от тях се поставят наедно ниво. Същото се отнася и за ивичните и единичнитеедно ниво. Същото се отнася и за ивичните и единичнитефундаменти при фугите.фундаменти при фугите.

•• ППри ивични фундаменти на съседни секции, положени нари ивични фундаменти на съседни секции, положени наразлични нива, преходът от ниската към високата част серазлични нива, преходът от ниската към високата част сепроектира с отстъпи не по-високи от 0,6m и наклон 1:2.проектира с отстъпи не по-високи от 0,6m и наклон 1:2.Ивичните фундаменти на двойните стени трябва даИвичните фундаменти на двойните стени трябва дастъпват на едно ниво по протежение на 1m от дветестъпват на едно ниво по протежение на 1m от дветестрани на противоземетръсната фуга.страни на противоземетръсната фуга.

•• Допълнителни изисквания се поставят за дълбочината наДопълнителни изисквания се поставят за дълбочината нафундиране - за райони сфундиране - за райони с KKcc≤≤0.27, 0.27, DD≥≥1,0m, и за райони с1,0m, и за райони сKKcc>0.27 - >0.27 - DD>1,3m.>1,3m.


Освен това, за тези райони се поставя изискванетоОсвен това, за тези райони се поставя изискванетофундаментите де се поставят на едно ниво. Допуска сефундаментите де се поставят на едно ниво. Допуска седенивелация между два съседни фундаменти (на разстояниеденивелация между два съседни фундаменти (на разстояниеLL)) ∆∆H/LH/L≤≤tgtg((ϕ −ϕ − ∆ϕ ∆ϕ), където), където ∆ϕ∆ϕ се приема съответно 2се приема съответно 200, 3, 300 и и5500, при, при KKcc=0.1, 0.15 и 0.27, (за междинни стойности на=0.1, 0.15 и 0.27, (за междинни стойности на K Kcc,,стойностите настойностите на ∆ϕ∆ϕ се се интерполиратинтерполират).).

Допълнителни изисквания за други съоръженияДопълнителни изисквания за други съоръжения

•• Насипи и изкопиНасипи и изкопи: в райони с: в райони с KKcc>0.27 наклонът на>0.27 наклонът наоткосите се приема с увеличение 0,25, т.е.,откосите се приема с увеличение 0,25, т.е.,1:(1:(bb+0,25), +0,25), bb≥≥1,0; при проверка по1,0; при проверка покръговоцилиндрична повърхнина се допускакръговоцилиндрична повърхнина се допускакоефициент на сигурност не по-малък от 1,1.коефициент на сигурност не по-малък от 1,1.Подпорни стени и подпорни съоръжения:Подпорни стени и подпорни съоръжения: Не се Не седопуска суха каменна зидария в райони сдопуска суха каменна зидария в райони скоефициент на сеизмичносткоефициент на сеизмичност KKcc>0.1; дължината на>0.1; дължината наедна секция не може да бъде повече от 12,0m -една секция не може да бъде повече от 12,0m -поставят се работни фуги; в райони споставят се работни фуги; в райони с KKcc>0.27 се>0.27 сепрепоръчват анкерирани съоръжения;препоръчват анкерирани съоръжения;


•• Оразмеряването на носеща способностОразмеряването на носеща способност при земна при земнаоснова от водонаситени несвързани почви, следва даоснова от водонаситени несвързани почви, следва дабъде съпроводено с изследване възможността забъде съпроводено с изследване възможността завтечняваневтечняване. От друга страна, носещата способност на. От друга страна, носещата способност наземната основа следва да бъде определена с отчитанеземната основа следва да бъде определена с отчитаневъзможността за нарастване на порния натиск, т.е.,възможността за нарастване на порния натиск, т.е.,ъгълът на вътрешно триене и кохезията да сеъгълът на вътрешно триене и кохезията да сеопределят с ефективни напрежения. Другаопределят с ефективни напрежения. Другавъзможност, за отчитане влиянието на порниявъзможност, за отчитане влиянието на порниянатиск е при изследване на относителнатанатиск е при изследване на относителнатаустойчивост на земната основа (виж консолидация)устойчивост на земната основа (виж консолидация)големината на пластичните зони да се определя сголемината на пластичните зони да се определя сефективните напрежения, а якостните параметри даефективните напрежения, а якостните параметри дасе определят в недренирано състояние.се определят в недренирано състояние.


ППри изследване устойчивосттари изследване устойчивостта на геотехническите на геотехническитеконструкции по метода на кръговоцилиндричнатаконструкции по метода на кръговоцилиндричнатаповърхнина, освен влиянието на сеизмичните сили,повърхнина, освен влиянието на сеизмичните сили,следва да се отчете и изменението на якостните иследва да се отчете и изменението на якостните идеформационните характеристики придеформационните характеристики приземетресението.земетресението. Този въпрос е актуален за Този въпрос е актуален заземнонасипните язовирни стени и другиземнонасипните язовирни стени и другиземнонасипниземнонасипни съоръжения, където е необходимо да съоръжения, където е необходимо дасе отчете редуцирането на почвенитесе отчете редуцирането на почвенитехарактеристики следствие “характеристики следствие “омекванеомекване” на почвите” на почвитепри земетресениетопри земетресението.

Влияние на вида на почвите върху големината наВлияние на вида на почвите върху големината насеизмичните усилиясеизмичните усилияИзчислителната сеизмична сила (Изчислителната сеизмична сила (EEii,k,k)) в разглежданотов разглежданотонаправление, приложена в точка (ниво) ”направление, приложена в точка (ниво) ”kk” и” исъответстваща на съответстваща на ii--тататата форма на собствени трептения на форма на собствени трептения наконструкцията се изчислява по формулатаконструкцията се изчислява по формулата

EEii,k,k = C.R. = C.R.KKcc..ββii..ηη i,ki,k..QQkk;;

CC ≤≤1,0 - коефициент за значимост на сградата и1,0 - коефициент за значимост на сградата исъоръжението;съоръжението;

RR = 0,25 = 0,25÷÷0,3 - коефициент на реагиране;0,3 - коефициент на реагиране;KKcc - сеизмичен коефициент; - сеизмичен коефициент;βi - динамичен коефициент, зависещ от вида на- динамичен коефициент, зависещ от вида напочвата и периодът (почвата и периодът (TTii) на собствените трептения на) на собствените трептения наконструкцията:конструкцията:

Влияние на вида на почвите върху големината наВлияние на вида на почвите върху големината насеизмичните усилиясеизмичните усилия

KKпп = 0,9 - за първа категория почви; = 0,9 - за първа категория почви;KKпп = 1,2 - за втора категория почви; = 1,2 - за втора категория почви;KKпп = 1,6 - за трета категория почви; = 1,6 - за трета категория почви;

ηη i,ki,k - коефициент на разпределение на - коефициент на разпределение наразпределение на изчислителното сеизмичноразпределение на изчислителното сеизмичнонатоварване, съответстващо на натоварване, съответстващо на ii--тататата форма на форма насобствени трептения на конструкцията в точкасобствени трептения на конструкцията в точка(ниво) “(ниво) “kk”;”;

QQkk - частта от теглото на сградата или съоръжението, - частта от теглото на сградата или съоръжението,приета като съсредоточена сила в точка “приета като съсредоточена сила в точка “kk”.”.

5,28,0 ≤=<i

ni T

Kβ

Влияние на вида на почвите върху големината наВлияние на вида на почвите върху големината насеизмичните усилиясеизмичните усилия

За динамичния коефициентЗа динамичния коефициент ββii, в нормите се определят, в нормите се определятнякои допълнителни изисквания:някои допълнителни изисквания:

•• при разнородна земна основа коефициентътпри разнородна земна основа коефициентът ββii да се да сеопределя като среднотежестна стойност за почвенитеопределя като среднотежестна стойност за почвенитепластове под фундамента, залягащи до основнатапластове под фундамента, залягащи до основнатаскала (под основна скала се разбират почви съсскала (под основна скала се разбират почви съсскорост на напречните вълни скорост на напречните вълни VVss≥≥750m/s; за различни750m/s; за различнивидове почви стойностите на видове почви стойностите на VVss се вземат от геоложкия се вземат от геоложкиядоклад, а ако липсват такива - от други архивни данни;доклад, а ако липсват такива - от други архивни данни;при фундиране с пилоти динамичният коефициент сепри фундиране с пилоти динамичният коефициент сеприема като средно тежестна стойност за пластовете вприема като средно тежестна стойност за пластовете вкоито навлизат пилотите.които навлизат пилотите.

Особености при оразмеряване на машиннифундаменти

Видове машинни фундаменти и конструктивниВидове машинни фундаменти и конструктивниизискванияизисквания

Машинните фундаменти се изпълняват като плиткоМашинните фундаменти се изпълняват като плиткозаложени, но в някои случаи могат да бъдат и пилотни.заложени, но в някои случаи могат да бъдат и пилотни.

Масивни фундаментиМасивни фундаменти се поставят обикновено под машини с се поставят обикновено под машини сударно действие и под машини с коляно-ударно действие и под машини с коляно-мотовилковимотовилковимеханизми.механизми.

Масивните фундаменти се изпълняват като непрекъснатМасивните фундаменти се изпълняват като непрекъснатмасив с отвори и шахти за инсталиране и експлоатация намасив с отвори и шахти за инсталиране и експлоатация наагрегата. Армират се обикновено конструктивно и то главноагрегата. Армират се обикновено конструктивно и то главноза осигуряване на отворите и по контурите. Конструктивнатаза осигуряване на отворите и по контурите. Конструктивнатаармировка е с диаметър по-голям от 10mm.армировка е с диаметър по-голям от 10mm.При изчисляването на машинните фундаменти, най-напред сеПри изчисляването на машинните фундаменти, най-напред сеприемат размерите им и се определя центъра на тежестта наприемат размерите им и се определя центъра на тежестта насистемата фундамент-машина по отношение на трите оси.системата фундамент-машина по отношение на трите оси.

Видове машинни фундаментиВидове машинни фундаменти

Видове машинни фундаменти и конструктивниВидове машинни фундаменти и конструктивниизискванияизискванияСлед това се намиратСлед това се намират ексцентрицитетите ексцентрицитетите eexx ии e eyy по поотношение на съответните размери на основнатаотношение на съответните размери на основнатаплоскост. При условие, че определенитеплоскост. При условие, че определените ексцентрицитети ексцентрицитетине надвишават 3-5%, се счита че размерите са подбранине надвишават 3-5%, се счита че размерите са подбраниправилно, а така също правилно са разположени маситеправилно, а така също правилно са разположени маситена системата.на системата.По-нататък се извършва проверка за натоварване наПо-нататък се извършва проверка за натоварване напочвата и динамична проверка за определянепочвата и динамична проверка за определянеамплитудата на трептенето на горната част наамплитудата на трептенето на горната част нафундамента. Ако изчислената амплитуда е по-голяма отфундамента. Ако изчислената амплитуда е по-голяма отграничната, изчисляването се повтаря с приемане награничната, изчисляването се повтаря с приемане нанови размери.нови размери.


Стенните фундаментиСтенните фундаменти се поставят под машини с се поставят под машини свъртящи се маси. Изпълняват се като надлъжни ивъртящи се маси. Изпълняват се като надлъжни инапречни стени, кораво свързани с основнатанапречни стени, кораво свързани с основнатафундаментна плоча. Надлъжните греди са свързани сфундаментна плоча. Надлъжните греди са свързани снапречни диафрагми и греди. При необходимост сенапречни диафрагми и греди. При необходимост сеоставят отвори.оставят отвори.

Рамковите фундаментиРамковите фундаменти се поставят обикновено под се поставят обикновено подтурбоагрегати. Състоят се от обща фундаментна плоча,турбоагрегати. Състоят се от обща фундаментна плоча,едноетажни или двуетажни напречни рамки, запънатиедноетажни или двуетажни напречни рамки, запънативъв фундаментната плоча. По между си рамките савъв фундаментната плоча. По между си рамките сасвързани с надлъжни греди и връхната плоча. Цялатасвързани с надлъжни греди и връхната плоча. Цялатаконструкция се закоравява сконструкция се закоравява с вути вути.

Видове машинни фундаменти и конструктивниВидове машинни фундаменти и конструктивниизискванияизискванияВидът на машинните фундаменти се определя в зависимостВидът на машинните фундаменти се определя в зависимостот почвените условия и характера на динамичнитеот почвените условия и характера на динамичнитенатоварвания.натоварвания.Дълбочината на фундиранеДълбочината на фундиране зависи от почвените условия, но зависи от почвените условия, нообикновено най-целесъобразна се оказва минималнатаобикновено най-целесъобразна се оказва минималнатавъзможна дълбочина за дадения район. При проектиранетовъзможна дълбочина за дадения район. При проектиранетона машинни фундаменти в слаби почви, благоприятно е да сена машинни фундаменти в слаби почви, благоприятно е да сенамалява дълбочината на фундиране. По-целесъобразно и по-намалява дълбочината на фундиране. По-целесъобразно и по-благоприятно за работата на машината е слабият пласт да себлагоприятно за работата на машината е слабият пласт да сезамени с пясъчен насип, а фундаментът да се оформи сзамени с пясъчен насип, а фундаментът да се оформи суширенауширена основна плоскост на минималната дълбочина. основна плоскост на минималната дълбочина.Минималната дълбочина на фундиране не трябва да бъде по-Минималната дълбочина на фундиране не трябва да бъде по-малка от 1/4 от надземната част на фундамента, но не по-малка от 1/4 от надземната част на фундамента, но не по-малко от 1,0m.малко от 1,0m.


Важен елемент е Важен елемент е центриранетоцентрирането на фундаментите на фундаментитев съответствие с центъра на тежестта нав съответствие с центъра на тежестта намашината. Статичния товар трябва да се предавамашината. Статичния товар трябва да се предаваравномерно.равномерно.Машинните фундаменти Машинните фундаменти не трябва да сене трябва да сесъединяват с носещите елементи насъединяват с носещите елементи наконструкциите на сградите,конструкциите на сградите, за да не предават за да не предаваттрептенията върху тях.трептенията върху тях.

Оразмеряване на машинните фундаментиОразмеряване на машинните фундаментиСлед първоначално приемане на размерите, машиннитеСлед първоначално приемане на размерите, машиннитефундаменти се оразмеряват по две групи гранични състояния:фундаменти се оразмеряват по две групи гранични състояния:

•• на носеща способност;на носеща способност;на деформации на трептения на фундаментите при динамичнотона деформации на трептения на фундаментите при динамичнотонатоварване.натоварване.По първа група гранични състоянияПо първа група гранични състояния се проверяват се проверяватнапреженията в земната основа:напреженията в земната основа:

ppсрср ≤≤ mm00.m.m11..RRпп;;ppсрср - средното натоварване на земната основа, при действие на - средното натоварване на земната основа, при действие навсички изчислителни товари;всички изчислителни товари;

mm0 0 - коефициент за условия на работа, в зависимост от вида- коефициент за условия на работа, в зависимост от видана машината и натоварването, на машината и натоварването, mm0 0 = 0,5= 0,5÷÷ 1,0; 1,0;mm1 1 - коефициент за условия на работа, зависещ от вида на- коефициент за условия на работа, зависещ от вида напочвата и динамичните натоварванияпочвата и динамичните натоварванияmm1 1 = 0,7 = 0,7 ÷÷ 1,0; 1,0;

RRпп - изчислителното почвено натоварване. - изчислителното почвено натоварване.

Оразмеряване на машинните фундаментиОразмеряване на машинните фундаментиПо втора група гранични състоянияПо втора група гранични състояния се извършва се извършвапроверката:проверката:

А А ≤≤ А Агргр;;АА - изчислената най-голяма амплитуда на трептенията на горния - изчислената най-голяма амплитуда на трептенията на горнияръб на фундаментаръб на фундамента;;ААгргр - граничната допустима амплитуда за съответната машина, в- граничната допустима амплитуда за съответната машина, вmm (0,1mm (0,1÷÷ 0,25mm) 0,25mm)

Оразмеряване на машинните фундаментиОразмеряване на машинните фундаментиОпределя се също разпространението на вибрациите наОпределя се също разпространението на вибрациите наопределено разстояние и влиянието им върху работнитеопределено разстояние и влиянието им върху работнитеместаместа.

( )[ ]00

0 exp. rrrrAAr −−= α

AA00 и и AArr са съответно амплитудите на повърхностните вълни са съответно амплитудите на повърхностните вълнина разстояние на разстояние rr00 и и rr..αα - коефициент на поглъщане на енергията на вълните, - коефициент на поглъщане на енергията на вълните,зависещ от пластичните свойства на почвите.зависещ от пластичните свойства на почвите.Стойностите на коефициента Стойностите на коефициента αα зависят от вида на почвата. зависят от вида на почвата.

Оразмеряване на машинните фундаментиОразмеряване на машинните фундаменти

1.1. Водонаситени дребнозърнести и праховиВодонаситени дребнозърнести и праховипясъци, глини и песъчливи глини в течна и течно-пясъци, глини и песъчливи глини в течна и течно-пластична консистенцияпластична консистенция αα = 0,03 = 0,03 ÷÷0,04 m0,04 m-1-1

2.2. Средно и едрозърнести влажни пясъци иСредно и едрозърнести влажни пясъци ипесъчливи глини и глини в пластичнапесъчливи глини и глини в пластичнаконсистенцияконсистенция αα = 0,04 = 0,04÷÷0,06 m0,06 m-1-1 3. 3. Твърди глини, глинести пясъци и песъчливиТвърди глини, глинести пясъци и песъчливиглини глини αα = 0,06 = 0,06÷÷0,10 m0,10 m-1-1

Фундаменти при динамични въздействия · q При...

Documents