Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «КубГУ»)

Кафедра геофизических методов поисков и разведки

ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ В ГАК

Заведующий кафедрой,

доктор технических наук, профессор

____________________ В.И. Гуленко

________________________ 2013 г.

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ (ДИПЛОМНАЯ)

РАБОТА

Геофизические исследования и сейсмическое микрорайонирование территории Джубгинской ТЭС (по материалам ЗАО «СевКав ТИСИЗ»)

Работу выполнила______________________________________ Д.В. Павлова

Факультет геологический

Специальность: 020302 Геофизика

Научный руководитель,

профессор, д-р. геол.-минерал.

наук, профессор_______________________________________ В.В. Стогний

Нормоконтролёр,

доцент, канд. физ.-мат. наук,

доцент ____________________________________________ Ю.Д. Борисенко

Краснодар 2013

РЕФЕРАТ

Дипломная работа 73 с., 3 раздела, 23 рис., 5 табл., 19 источников, 3 прил.

Джубгинская ТЭС, сейсмомикрорайонирование (СМР), сейсмичность, инженерно-геологические условия, сейсмогеологические условия, комплексирование геофизических методов, корреляционный метод преломленных волн (КМПВ), вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП), вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ), сплошное электрическое зондирование (СЭЗ), электротомография.

Дипломная работа просвещена выбору и обоснованию комплекса методов изучения геолого-геофизических особенностей и сейсмогеологических условий объектов повышенного уровня ответственности на примере участка «Джубгинская ТЭС». В работе проанализирована результативность геофизических исследований, проведенных на участке «Джубгинской ТЭС», даются рекомендации по совершенствованию комплекса геофизических методов для изучения инженерно-геологических и сейсмогеологических условий объектов повышенного уровня ответственности.

Дипломант принимала участие в обработке сейсморазведочных работ на объекте Джубгинская ТЭС в течении 2-х месяцев (с конца мая по конец июля 2012 года) в г. Краснодаре.

СОДЕРЖАНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАЙОНА ДЖУБГИНСКОЙ ТЭС
• 1.1 Местоположение, климат и техногенные условия района работ
• 1.2 Геологическое строение района и участка работ
• 1.3 Тектоническое строение района работ
• 1.4 Инженерно-геологические условия района работ
• 1.4.1. Геоморфология
• 1.4.2. Гидрогеологические условия
• 1.4.3 Инженерно-геологические процессы
• 1.5 Сейсмичность района работ
• 1.6 Физические свойства горных пород
• 1.7 Выводы
• 2. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПРИ ОЦЕНКЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И СЕЙСМИЧНОСТИ
• 2.1 Опыт применения геофизических методов при изучении инженерно-геологических условий и сейсмическом микрорайонировании
• 2.2 Результативность геофизических исследований участка Джубгинской ТЭС
• 2.2.1 Методика производства работ
• 2.2.2 Сейсморазведочные работы
• 2.2.3 Инструментальные исследования
• 2.2.4 Теоретические расчеты
• 2.2.5 Сейсмическая опасность
• 2.3 Выводы
• 3. КОМПЛЕКС ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИЗУЧЕНИЯ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И СЕЙСМОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ОБЪЕКТОВ ПОВЫШЕННОГО УРОВНЯ ОТВЕТСТВЕННОСТИ
• 3.1 Комплекс методов изучения инженерно-геологических условий
• 3.1.1 Задачи, решаемые при изучении инженерно-геологических условий
• 3.1.2 Комплекс геофизических методов изучения инженерно-геологических условий
• 3.2 Комплекс методов изучения сейсмогеологических условий
• 3.2.1 Задачи, решаемые при изучении сейсмогеологических условий
• 3.2.2 Комплекс геофизических методов изучения сейсмогеологических условий
• 3.3 Выводы и рекомендации
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ А
• ПРИЛОЖЕНИЕ Б
• ПРИЛОЖЕНИЕ В

ВВЕДЕНИЕ

В связи с интенсивным строительством гостиничного, курортно-оздоровительного комплекса и олимпийских объектов ожидается повышение спроса на электроэнергию почти в 2,5 раза. В связи с дефицитом электроэнергии производится реконструкция действующих, проектирование и строительство новых объектов энергообеспечения типа Джубгинской ТЭС.

Цель исследований: на примере участка «Джубгинская ТЭС» сформировать комплекс геолого-геофизических методов изучения инженерно-геологических особенностей и сейсмического микрорайонирования.

Задачи, решаемые в пределах дипломной работы:

1. Выполнить анализ физико-геологических особенностей участка «Джубгинская ТЭС»;

2. Выполнить анализ информативности геофизических методов при исследовании территории Джубгинской ТЭС;

3. Рассмотреть различные варианты и предложить комплекс методов геофизических исследований для изучения инженерно - геологических условий и оценки сейсмической бальности объектов повышенного уровня ответственности типа Джубгинской ТЭС.

Дипломная работа написана по материалам ЗАО «СевКав ТИСИЗ». В качестве исходного материала использовался отчет о инженерно-геологических изысканиях на объекте «Джубгинская ТЭС».

Автор принимала участие в обработке полевых данных сейсморазведки участка «Джубгинская ТЭС», и считает необходимым выразить благодарность кафедре геофизики КубГУ и специалистам ЗАО «СевКав ТИСИЗ» за предоставленную возможность прохождения практики, материалы которой послужили основой дипломной работы.

1. Геолого-геофизические особенности района Джубгинской ТЭС

1.1 Местоположение, климат и техногенные условия района работ

Участок работ находится в Краснодарском крае на территории Муниципального образования «Туапсинский муниципальный район», в 1,5 км северо-западнее с. Дефановка (рисунок 1).

- участок исследований

Рисунок 1 - Обзорная схема территории исследования (масштаб 1:200000) [1]

Объект находится на берегу надпойменной террасы р. Дефань. Общий уклон поверхности к руслу реки, крутизной до 100, в северо-восточной части 200 _ 250. Абсолютные отметки на участке изысканий колеблются от 90,0 м до 70,0 м в северо-восточной части и 70,0 - 66,0 м в пределах надпойменной террасы.

Ранее территория проектируемой ТЭС была занята фруктовым садом, ныне участок работ заброшен. Восточнее участка изысканий, на относительно ровной поверхности, располагается фермерское хозяйство с теплицами.

Заезд на участок работ к центральной проходной осуществляется по подъездной грунтовой дороге в удовлетворительном состоянии. За пределами участка работ, с северо-восточной стороны проходит грунтовая дорога, с которой также можно заехать на территорию ТЭС.

В периоды интенсивного выпадения осадков проезд по участку изысканий затруднен.

Район изысканий расположен в юго-западной части Краснодарского края, в горной местности, на южных склонах невысоких гор Северо-Западного Кавказа.

Среднегодовая температура воздуха за многолетний период составляет 12,0 оС. Среднемесячная температура самого холодного месяца, января, составляет плюс 2,6 оС, самого тёплого, июля - 22,2 оС. Абсолютный максимум температуры воздуха достигает 42оС, абсолютный минимум - минус 25 оС. Амплитуда колебания абсолютных температур воздуха - 67 оС.

Снежный покров бывает ежегодно, но отличается неустойчивостью. Средняя дата появления снежного покрова 28 декабря, схода снежного покрова 6 марта.

Первые заморозки отмечаются в среднем 5 ноября. В отдельные годы заморозки возможны в первой половине октября. Средняя продолжительность безморозного периода 217 дней.

Переход средней суточной температуры воздуха ниже 5 оС происходит в первой декаде декабря, выше 5 оС весной - в первой декаде марта.

Среднегодовое количество осадков по МС Джубга 1176 мм. В тёплый период года, с апреля по октябрь, выпадает 555 мм осадков (47 % от годового количества осадков), в холодный, с ноября по март - 621 мм (53 %). Наибольшее среднемесячное количество осадков выпадает в январе, наименьшее - в мае - апреле. Режим выпадения летних осадков - ливневой. Характерной особенностью годового хода осадков является то, что их максимум не приурочен к определённому месяцу и может наблюдаться в любой из месяцев года.

Преобладающими в течение всего года являются ветры северного направления. С наступлением весны увеличивается повторяемость юго-восточных ветров, в летние месяцы несколько усиливаются ветры юго-западного направления.

1.2 Геологическое строение района и участка работ

В геологическом строении района работ до изученной глубины 40,0 м принимают участие нижнемеловые отложения барремского яруса афипской свиты, перекрытые чехлом четвертичных отложений [2]. Четвертичные образования представлены техногенными, современными элювиальными, делювиальными, морскими и аллювиальными отложениями (рисунок 2).

Рисунок 2 - Фрагмент геологической карты Северо - Кавказского региона масштаба 1:500 000 (2000г.) [3]

На исследованной территории до разведанной глубины 40,0 м вскрыты отложения техногенного, делювиального, аллювиального и элювиального генезиса.

Техногенные образования (tQIV) распространены локально на исследуемой территории, в местах проезда по участку изысканий и представлены галечниковым грунтом с суглинистым заполнителем до 20%, с дресвой, щебнем и валунами до 10%. Мощность насыпного грунта 0,4 м, а на участке центральной проходной - 1,8 м.

Делювиальные отложения (dQIV) развиты на склонах в северо-восточной части участка изысканий под почвой до глубины 5,5 м. Представлены отложения суглинком с редкими включениями дресвы и щебня песчаника до 10 % и дресвяным грунтом. Мощность отложений 3,4 - 5,9 м.

Аллювиальные отложения (аQIV) развиты в пойме р. Дефань и слагают ее. Представлены отложения суглинком и гравийным грунтом с редкими валунами. Галька и гравий осадочных пород разной степени окатанности. Мощность отложений 0,7 - 3,0 м.

Современные элювиальные образования (еQIVС) распространены на всей исследуемой территории и представлены почвой суглинистой, темно-бурой, туго и мягкопластичной, с корнями растений, мощностью до 0,5 м [1].

Морские отложения (mQIV) получили локальное распространение. Образуют останцы плоскостей выравнивания. Представлены отложения гравийным грунтом с редкими валунами. Галька и гравий осадочных пород разной степени окатанности. Мощность отложений 0,8 - 1,3 м.

Породы мелкообломочной зоны элювиальных отложений (еQIV (K1 afbr)) представлены аргиллитом выветрелым, распадающимся на дресву и щебень. Мощность отложений 0,5 - 6,0 м.

Породы дисперсной зоны элювия (еQIV (K1 afbr)) представлены глиной аргиллитоподобной выветрелой до состояния суглинка с дресвой и щебнем аргиллита до 10 %, мощностью 0,3 - 4,0 м.

1.3 Тектоническое строение района работ

Район работ расположен в пределах Новороссийского синклинория, который является элементом мегаантиклинория Большого Кавказа.

Северо-Западный Кавказ включает в себя три структурных элемента: Новороссийский синклинорий, Гойтхский антиклинорий и Абино-Гунайский синклинорий (рисунок 3).

Новороссийский синклинорий выполнен мощными толщами мел-эоценового флиша, смятыми в опрокинутые к югу складки, осложненные надвигами и небольшими покровами. Южная часть синклинория вовлечена в опускание Черноморской впадины и косо срезается берегом Черного моря.

Рисунок 3 - Тектоническая схема Северо-Западного Кавказа (Масштаб 1:500000) [3]

III6 - Гойтхский антиклинорий; III7 - Абино - Гунайский синклинорий; III8 - Новороссийский синклинорий.

тектонический сейсмологический геологический геофизический

Структура слоев нижней и средней юры, слагающих Гойтхский антиклинорий, довольно проста. Она усложняется развитием дополнительной мелкой складчатости в мощных аргилитовых пачках разреза. Кроме того, на южном крыле антиклинория складки заметно наклоняются и даже опрокидываются к югу. Антиклинорий окаймляется с этой стороны крупным разрывом (Бекишейский надвиг), отделяющим его от зоны развития верхнеюрских, меловых и нижнепалеогеновых флишевых толщ южного склона, образующих Новороссийский синклинорий.

Северное крыло мегантиклинория Северо-Западного Кавказа выделяется обычно под названием Абино-Гунайского синклинория. В восточной части северного крыла расположена Лагонакская моноклинальная зона, сложенная в основном мощным комплексом верхнеюрских известняков. Собственно Абино-Гунайский синклинорий занимает центральную часть северного крыла между реками Пшеха на востоке и Абин на западе. Сложен он в основном нижнемеловыми отложениями. По северному борту Абино-Гунайского синклинория располагается Азовская антиклинальная зона, являющаяся поверхностным проявлением зоны Ахтырского разлома.

На западе структура Северо-Западного Кавказа резко погружается под неоген-четвертичные молассы Керченско-Таманской зоны поперечного погружения.

1.4 Инженерно-геологические условия района работ

1.4.1 Геоморфология

Согласно геоморфологическому районированию Северного Кавказа, рассматриваемая территория относится к провинции Большого Кавказа, области среднегорного рельефа на позднеальпийских складчатых и моноклинальных структурах, к средневысотным структурно-денудационным горам.

Участок изысканий находится на левом берегу I надпойменной террасы р. Дефань. Общий уклон поверхности к руслу реки, крутизной до 100, в северо-восточной части 200 - 250. В северо-восточной части участка изысканий два балочных понижения, которые ниже по склону сливаются, а затем постепенно переходят в поверхность надпойменной террасы. Эрозионный врез ручьев составляет около 30 см.

Абсолютные отметки на участке изысканий колеблются от 90,0 м до

70,0 м в северо-восточной части и 70,0 - 66,0 м в пределах надпойменной террасы.

1.4.2 Гидрогеологические условия

При производстве работ (январь - март 2011 г.) геологическими выработками до изученной глубины 40,0 м вскрыты два гидравлически связанных между собой водоносных горизонта, приуроченных к четвертичным отложениям (первый водоносный горизонт) и коренным породам нижнего мела (второй водоносный горизонт).

Глубина залегания от поверхности подземных вод аллювиальных и элювиально-делювиальных отложений изменяются от 0,0 м до 5,5 м, что соответствует абсолютным отметкам 63,92 и 85,88 м.

Питание первого водоносного горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и талых вод. Область питания совпадает с областью распространения водоносного горизонта. В северной и центральной частях площади изысканий разгрузка водоносного горизонта происходит преимущественно за счет испарения с поверхности и незначительно в направлении общего грунтового потока в сторону р. Дефань. Это обусловлено низкими фильтрационными свойствами водовмещающих пород и застойным характером вод. В южной части площадки фильтрационные свойства гравийных грунтов удовлетворительные, и разгрузка горизонта происходит преимущественно в р. Дефань.

Подземные воды первого водоносного горизонта безнапорные, местами могут обладать незначительным местным напором из-за неоднородного по фильтрационным свойствам состава слагающих разрез пород.

Повышение уровня грунтовых вод с выходом их на поверхность происходит в период обильных осадков и интенсивного снеготаяния, что и было зафиксировано в процессе изысканий. Значительная часть площадки была затоплена и заболочена. Есть вероятность образования в насыпных, суглинистых и гравийных грунтах верхней части разреза сезонного водоносного горизонта типа «верховодка», который может смыкаться с основным водоносным горизонтом.

Уровень грунтовых вод на момент изысканий в скважинах 31, 45, 47 был зафиксирован у поверхности, в скважине 15 на глубине 0,1 м, в скважинах 9, 22 _ на 0,2 м, в скважинах 5, 16, 46 - на 0,3 м, в скважинах 26, 28 - на 0,4 м от поверхности земли.

Второй водоносный горизонт приурочен к зоне экзогенной трещиноватости верхнего этажа толщи аргиллитов нижнего мела.

По характеру залегания эти воды относятся к пластово-трещинным. Водопроницаемость отложений непостоянна как по площади, так и по разрезу и зависит от развития трещиноватости, открытости и связи между собой систем трещин и степени их заполнения глинистым материалом.

Питание второго водоносного горизонта осуществляется за счет инфильтрации подземных вод из вышезалегающих отложений и за счёт бокового притока со стороны склонов. Разгрузка второго горизонта грунтовых вод происходит в направлении общего грунтового потока в сторону р. Дефань.

1.4.3 Инженерно-геологические процессы

На исследованной территории получили распространение экзогенные и эндогенные процессы.

Эрозия в пределах участка изысканий развивается в балочном понижении, расположенном в восточной части площадки и в овраге, протекающем с востока на запад за северной границей проектируемой ТЭС. В овраге за территорией исследуемого участка водоток постоянный и в русле отмечена активная боковая эрозия. В балочном понижении в восточной части участка работ водоток возникает только в период интенсивного выпадения осадков. В верховьях балочного понижения наблюдается боковая и глубинная эрозия.

Площадная пораженность территории около 7 %. Категория опасности овражной эрозии - умеренно опасная.

Процесс подтопления развивается на обводненных участках с глубиной залегания уровня подземных вод 2 м и менее. По этому критерию всю территорию, отведенную под строительство ТЭС, за исключением восточного участка, следует отнести к потенциально подтопляемой.

Необходимо отметить участок техногенного подтопления, расположенный северо-восточнее центральной проходной. Застой поверхностных вод обусловлен нарушением естественного дренажа в результате техногенной нагрузки (строительство забора, площадки у центральных ворот проходной) и низкой фильтрационной способностью глинистых грунтов. Площадная пораженность участка изысканий составляет около 70 %.

Процессы подтопления могут привести к негативным последствиям и создать осложнения при строительстве и эксплуатации новых сооружений. Нарушение условий поверхностного стока при строительстве может привести к переувлажнению и заболачиванию отдельных участков.

Физическое выветривание в пределах района работ развито повсеместно. Процессу выветривания подвержены породы коренной основы (аргиллиты), в результате чего сформировалась кора выветривания eQIV (K1afbr).

В пределах исследуемого участка следует отметить возможное проявление оползневых процессов.

В результате обследования рассматриваемой территории, следы современных оползневых подвижек (стенок отрыва, оползневых ступеней и т.п.) не установлены. Однако, на участках склонов, где крутизна составляет более 150, возможно образование оползней пластического течения со смещением делювиальных отложений вниз по склону [1].

1.5 Сейсмичность района работ

Исследования сейсмичности имеют важное значение в физике Земли, так как позволяют изучить динамические процессы, протекающие в земной коре и мантии.

Принято разделение землетрясений на три группы по глубине их очага: мелкофокусные или обыкновенные (неглубокие) с глубиной очага <70 км; промежуточные с глубиной очага 70-300 км; глубокофокусные с глубиной очага глубже 300 км (300-700 км) [4].

Одной из задач изучения сейсмичности является определение закономерностей географического распределения землетрясений. С этой целью развернута мировая сеть сейсмических станций, регистрирующих сейсмические волны, создаваемые землетрясениями.

Северо-Западный Кавказ в сейсмологическом отношении изучен очень слабо. Кроме того, для этого района отсутствуют и макросейсмические сведения о проявлениях сильных землетрясений в прошлом; такие сведения для Северо-Западного Кавказа в целом имеются лишь для античного времени и последних 250 лет и являются отрывочными даже в пределах указанных периодов.

В первую очередь, обращает на себя внимание концентрация эпицентров в двух районах - Сочинском и Анапском, и практически полное отсутствие таковых в центральной части Северо-Западного Кавказа.

В поле эпицентров инструментальных и исторических землетрясений рассматриваемый район расположен в центральной части практически «асейсмичной» области. Исключение составляет прибрежная полоса, где ощущался толчок 1978.09.3 (М=5.5, Геленджик, Архипо-Осиповка - 6-7 баллов). Здесь же (в Архипо-Осиповке) с интенсивностью 6-7 баллов ощущался и толчок 1937.06.24.

Из анализа сейсмостатистических данных следует, что около 2/3 слабых землетрясений (М до 4.0) на Северо-Западном Кавказе происходят в самом верхнем 5-ти километровом слое земной коры; далее слабая сейсмичность монотонно и быстро спадает с глубиной; распределение с глубиной сильных и умеренных землетрясений имеет один довольно резкий максимум на глубинах 11-15 км, после которого число землетрясений также монотонно и достаточно быстро уменьшается с глубиной.

По данным, полученным после создания карт ОСР-97, составлен уточненный вариант карты зон ВОЗ для района Джубгинской ТЭС (рисунок 4).

На карте зон ВОЗ изображена площадь, в пределах которой располагаются сейсмогенерирующие зоны задающие уровень сейсмических воздействий в районе Джубгинской ТЭС.

Участок исследований расположен в пределах Михайловской зоны ВОЗ. В непосредственной близости от Джубгинской ТЭС расположена Черноморская зона ВОЗ.

В приложении А приведен каталог землетрясений, произошедших в непосредственной близости с. Дефановка.

- участок исследований

Рисунок 4 - Карта зон ВОЗ для района Джубгинской ТЭС с указанием их названия и Mmax [1]

В соответствии со специализированными исследованиями по уточнению фоновой (исходной) сейсмичности в районе строительства Джубгинской ТЭС выполненными Институтом физики Земли РАН в 2011 году в единицах макросейсмического балла шкалы MSK-64 для «средних» грунтов по сейсмическим свойствам, в зависимости от вероятности землетрясений и их средней повторяемости, ответственности сооружений и сроков их службы, территория Джубгинской ТЭС расположена в зоне с сейсмичностью 7,7 балла по шкале MSK-64 с 5% уровнем вероятности превышения за 50 лет (рисунок 5).

(MSK-64) - 12-балльная шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (шкала интенсивности) была разработана в 1964 году и получила широкое распространение в Европе и СССР. С 1996 года в странах Европейского союза применяется более современная Европейская макросейсмическая шкала (EMS). MSK-64 лежит в основе СНиП II-7-81 «Строительство в сейсмических районах» и продолжает использоваться в России и странах СНГ.



Рисунок 5 - Фрагмент карты общего сейсмического районирования Российской Федерации - ОСР-97-В 5%-ная вероятность превышения расчетной интенсивности в течение 50 лет [1]

1.6 Физические свойства горных пород

В целом изучаемые породы - терригенно-карбонатная (флишевая) формация мела.

Указанные породы по своим прочностным показателям объединяются в несколько инженерно-геологические групп: группу скальных, анизотропных и изотропных пород, полускальных пород, чередующихся

Водопоглощение у меловых аргиллитов сравнительно высокое - 4,6-5,82. По сопротивлению на раздавливание аргиллиты относятся к породам со средней и слабой прочностью, т.к. сопротивление на раздавливание по слоистости равно 28,5-50 МПа, а вкрест слоистости - 85-125 Мпа.

Постседиментационные преобразования сильно повышают прочность песчанистых пород, на всем протяжении исследуемого разреза они характеризуются большой плотностью и высокими прочностными показателями. Плотность песчаников довольно высокая, она колеблется от 2,70 до 2,76 г/см3, изредка повышаясь до 2,82 г/см3, чаще же она равна 2,76 г/см3, объемная масса - высокая - 2,60-2,72 г/см3, в среднем достигает 2,70 г/см3, пористость равна 4-65%, водопоглощение низкое - 1,4 до 3. Прочность песчаников высокая и колеблется в пределах 68-220 Мпа. График зависимости изменения водопоглощения от возраста горных пород также прямолинейного характера. Увеличение водопоглощения происходит от древних к молодым породам.

Сравнивая физико-механические свойства мергелей, можно заметить, что они отличаются друг от друга. Нижние мергели характеризуются повышенной плотностью 2,76 г/ом3, более низким водопоглощением - З,2-4,8 и повышенной прочностью, временное сопротивление раздавливанию равно 70-110 Мпа.

Известняки, как и мергели, встречаются в флишевых образованиях.

По физико-механическим свойствам известняки довольно схожи между собой, их плотность равна 2,75-2,77 г/см3, объемная масса сравнительно высокая - 2,60-2,72 г/см3, пористость низкая - 2,5-5,2 г/см3 Водопоглощение снизу вверх по разделу увеличивается от 2,7 до 4,5.

По прочностным показателям известняки относятся к среднепрочным породам, их сопротивление раздавливанию колеблется в пределах 74-100 МПа.

Для осадочных пород характерна ионная проводимость. Удельные сопротивления различных типов пород приведены в таблице 1. Удельное сопротивление песчано-обломочных пород меняется в зависимости от структуры и степени диагенеза. Более плотные и сцементированные алевролиты и песчаники обладают более высоким удельным сопротивлением. Для карбонатных пород основное значение имеют трещино-пластовые воды. В верхних частях разреза в связи с непостоянством водного режима удельное сопротивление карбонатных пород, как правило, тоже колеблется в значительных пределах. Глинистые породы характеризуются низкими и сравнительно постоянными сопротивлениями.

Скорость продольных сейсмических волн изменяется от 300 м/c для неуплотненных песчано-глинистых пород до 5500 м/c для карбонатных и хорошо сцементированных терригенных пород. Пределы изменения скорости приведены в таблице 2.

Таблица 1 - Удельное электрическое сопротивление (ОмЧм) [5]

Порода	Измерение на образах	Измерения ВЭЗ и катротажа
Глинистые сланцы	1Ч103-1Ч105	5Ч10-5Ч102
Аргиллиты	1Ч103-1Ч105	2Ч10-2Ч102
Песчаники пористый	1Ч105-1Ч106	3Ч10-2Ч102
Песчаники плотный	1Ч105-Ч1106	1Ч102-1Ч103
Мергели	1Ч104-1Ч105	1Ч102-1Ч103
Известняк трещиноватый	1Ч104-1Ч106	1Ч102-1Ч103
Известняк плотнокристалический	1Ч104-1Ч106	1Ч103-105

Таблица 2 - Пределы изменения скорости распространения продольных волн (м/с) [6]

Порода	Vpmin	Vpmax
Cуглинки	800	1800
Аргиллиты	900	4500
Песчаники	800	4500
Мергели	1300	4500
Известняк	1000	5500

Уровень грунтовых вод наблюдается на глубине 11-17 м. Скорость распространения продольной сейсмической волны 1400 м/с. Меньшая, чем принятая для воды скорость (1500 м/с) вероятно связана с ее спорадическим распространением или с наличием локальных пустот.

Таким образом, дифференцированность горных пород верхней части разреза района исследования по физическим свойствам (удельное электрическое сопротивление и скорости упругих волн) благоприятны для применения методов инженерной геофизики.

1.7 Выводы

В связи с запланированным строительством Джубгинской ТЭС, основным назначением которой является обеспечение надежного энергоснабжения объектов зимней Олимпиады 2014 года и Черноморского побережья Краснодарского края на участке от Новороссийска до Туапсе, были проведены инженерно-геологические изыскания на объекте исследований.

1) Участок работ находится в Краснодарском крае на территории Муниципального образования «Туапсинский муниципальный район», в 1,5 км северо-западнее с. Дефановка.

2) Район исследований расположен в пределах Новороссийского синклинория, который является элементом мегаантиклинория Большого Кавказа.

3) На исследованной территории до разведанной глубины 40,0 м вскрыты отложения техногенного, делювиального, аллювиального и элювиального генезиса.

4) Инженерно-геологические условия района работ следующие: участок изысканий находится на левом берегу I надпойменной террасы р. Дефань; глубина залегания от поверхности подземных вод аллювиальных и элювиально-делювиальных отложений изменяются от 0,0 м до 5,5 м, что соответствует абсолютным отметкам 63,92 и 85,88 м; на исследованной территории получили распространение экзогенные и эндогенные процессы, в их числе - эрозия, процесс подтопления, физическое выветривание.

5) Территория Джубгинской ТЭС расположена в зоне с сейсмичностью 7,7 балла по шкале MSK-64 с 5% уровнем вероятности превышения за 50 лет.

6) Дифференцированность горных пород верхней части разреза района исследования по физическим свойствам (удельное электрическое сопротивление и скорости упругих волн) благоприятны для применения методов инженерной геофизики.

2 Геофизические методы при оценке инженерно_геологических условий и сейсмичности

2.1 Опыт применения геофизических методов при изучении инженерно-геологических условий и сейсмическом микрорайонировании

Эффективность геофизических исследований при изучении инженерно-геологических условий достигается применением методов различной физической природы, с повышенной детальностью наблюдений, получением интегральных характеристик, отражающих особенности строения и свойств массива пород в его естественном залегании, возможностью многократных повторных наблюдений без нарушения строения и состояния геологической среды. Последнее обстоятельство позволяет осуществлять режимные геофизические наблюдения за интенсивностью геологических процессов, происходящих под воздействием естественных и техногенных факторов.

Инженерно-геологические геофизические исследования выполняют на земной поверхности, в скважинах и горных выработках. Используют также аэрокосмические и аэрогеофизические материалы. Ведущими методами являются сейсмические: метод преломленных волн (МПВ), реже отраженных волн (МОВ), а также один два из следующих: электропрофилирование методами естественного поля (ЕП), вертикальные электрические зондирования методом сопротивлений или вызванной поляризации (ВЭЗ или ВЭЗ-ВП), частотные зондирования (ЧЗ), зондирования становлением поля (ЗС), гравимагнитные, ядерные и скважинные методы.

Расчленение поверхностных и коренных отложений и изучение оснований проектируемых наземных инженерных сооружений (промышленных, гражданских, гидротехнических, транспортных и др.) проводят для оценки несущей способности и устойчивости массивов горных пород на конкретных строительных площадках. Эти работы характеризуются большой детальностью (масштаб исследований от 1:10000 до 1:1000).

Геофизические методы используют для картирования рыхлых отложений и определения глубины залегания коренных скальных пород, детального расчленения верхней части разреза, оценки физико-механических и водно-физических свойств пород в их естественном залегании, изучения трещиноватости и нарушенности массива, определения уровня грунтовых вод и их динамики. В задачи геофизических методов входит также изучение напряженного состояния коренных пород, выявление геодинамических явлений и сейсмичности (карст, суффозия, оползни, обвалы, просадки и др.), представляющих опасность для будущего строительства, проведение мониторинга за работой ответственных сооружений и изучение их влияния на геологическую среду [6].

Для этого применяют комплекс методов, состав которого в значительной степени аналогичен используемому на ключевых участках, но ведущими в комплексе являются сейсморазведка методом преломленных волн (МПВ), а также электромагнитные зондирования (ВЭЗ, ВЭЗ-ВП или ЗСБ), которые дополняются, по возможности, микромагнитной, эманационной, гамма-съемками. Применяют также сейсмоакустическое и электромагнитное межскважинные просвечивания.

Методика сейсмического микрорайонирования была разработана советскими и японскими ученными. Именно в указанных странах в 1950-е гг. были разработаны основные методы и способы СМР, которые в настоящее время используют в практических работах во всем мире.

СМР ставит целью прогнозировать сейсмическое поведение грунтов при сильных землетрясениях с выделением на исследуемой территории зон с различной расчетной интенсивностью. При этом учет нелинейных характеристик грунтов имеет первостепенное практическое значение, поскольку интенсивные сейсмические колебания грунтов подвержены сильным нелинейным искажениям. Следствие этого расширение спектра сейсмического импульса, изменение сейсмических ускорений и, как следствие, неоднозначное изменение разрушающего действия землетрясений сейсмической опасности и риска территории [7].

Основным способом оценки приращения балльности является метод сейсмических жесткостей (МСЖ). Он основан на том, что поток сейсмической энергии от землетрясения в двух близких пунктах наблюдения на различных грунтах остается постоянным (с точностью до энергии отраженной волны). Поэтому амплитуды колебаний в цуге продольных (Р) и поперечных (S) волн, определяющие сейсмический эффект, должны быть обратно пропорциональны значениям сейсмических жесткостей (произведению скорости распространения волн Vр или Vs на плотность со) средних (эталонных грунтов) и грунтов исследуемого участка [7].

Таким образом, для оценки приращения сейсмической интенсивности на исследуемой территории, необходимо знать скорости сейсмических волн в грунтах, слагающих эту площадку. Скорости распространения продольных и поперечных волн в грунтах определяются с помощью наземных и скважинных сейсморазведочных наблюдений, а также расчетным способом, используя данные лабораторных измерений.

Одной из основных причин использования не одного, а нескольких видов геофизических исследований, является неоднозначность получаемых результатов, а, следовательно, и неопределенность конечных выводов. Особенно отчетливо неоднозначность проявляется при изучении верхней части разреза, в которой свойства и состояние объектов являются ярко выраженными функциями пространственных координат и времени.

Комплексирование может быть как внутриметодным геофизическим, основанным на использовании различных физических полей в рамках одного метода, так и межметодным - использование геофизических исследований совместно с другими геологоразведочными.

Принципы комплексирования геофизических методов можно свести к нескольким наиболее общим положениям: 1) каждый из используемых методов должен обнаруживать присутствие данного объекта; 2) данные разных методов должны обнаруживать не только сходство, но и различие качеств изучаемого объекта; 3) задачи, стоящие перед комплексом, и методы исследований должны быть согласованы между собой.

Сейсмические методы - основное средство изучения физико-механических свойств грунтов на площадке СМР. Методы эти различаются по типу волн, частотному составу и системам наблюдений как внутри массива фунтов, так и на дневной поверхности. Из сейсмических методов наиболее распространенным и известным является метод преломленных волн. Но он имеет ряд существенных ограничений, поэтому в дополнение к нему зачастую выполняются работы методом прямого ВСП.

Необходимость комплексирования методов сейсморазведки в данном конкретном случае обусловлена несколькими причинами: 1) типичная глубинность сейсморазведки КМПВ при инженерных изысканиях - 15-20 м. Но в некоторых случаях проектные глубины объектов составляют на несколько метров больше. Поэтому с целью получения скоростей распространения продольных и поперечных волн в грунтах до глубины 30 м применяется метод прямого ВСП; 2) существенным ограничением в использовании МПВ является невозможность выделения сейсмических границ, на которых происходит уменьшение скорости волн. А для оценки приращения балльности необходимо знать скорости волн во всех слоях в пределах толщи выбранной мощности. Для сейсморазведки ВСП такого ограничения нет; 3) вертикальной разрешающей способности метода МПВ зачастую недостаточно для выделения в разрезе слоев малой мощности. А в методе ВСП можно выбрать небольшой шаг наблюдений по скважине, чтобы подробно изучить даже тонкие слои.

2.2 Результативность геофизических исследований участка «Джубгинская ТЭС»

2.2.1 Методика производства работ

Задачей геофизических исследований являлось уточнение сейсмичности участка работ по методу сейсмических жесткостей.

Уточнение сейсмичности проводилось на основе изучения сейсмических, инженерно-геологических и гидрогеологических особенностей условий строительства на территории с учетом ожидаемого спектрального состава колебаний среды при возможных опасных землетрясениях в районе с.Дефановка.

Для решения поставленных задач использовался корреляционный метод преломленных волн (КМПВ).

Сейсморазведочные работы выполнялись методом первых вступлений преломленных волн по корреляционно-увязанным системам с получением встречных годографов продольных и поперечных волн.

Наблюдения проводились по схемам ZZ (вертикально направленные удары и прием на вертикальных сейсмоприемниках) и YY (горизонтально направленные перпендикулярно линии профиля удары и прием на горизонтальных сейсмоприемниках). Профили отработаны по 9-точечной системе наблюдения для расстановки длиной 69м и 92 м (пункты удара на концах косы и вдоль нее с шагом 9-12м) (рисунок 6). Расстояние между пунктами возбуждения (ПВ) составляет 9-12м, база приема 69-92 м, шаг между пунктами приема (ПП) - 3-4м, на каждом ПП устанавливался один сейсмоприемник.



Рисунок 6 - Система наблюдения для базы расстановки 69 м [1]

В качестве регистрирующей аппаратуры использовалась сертифицированная 24-канальная 24-разрядная цифровая сейсмостанция «Лакколит-24 XM2» производства ООО «Логические системы» (рисунок 7), в состав которой входят регистратор, ноутбук (типа PC) с программным обеспечением, сейсмическая коса, сейсмоприемники. Регистрация колебаний производилась на жесткий диск компьютера, сейсмограммы записывались в формате SEG-Y. Время регистрации 768 мс. Время дискретизации 0.5 мс. Возбуждение колебаний производилось посредством ударов кувалдой массой 8 кг по металлической плашке 20х20х1см с накоплением в каждом пункте от 10 до 40 раз. Для возбуждения SH-поляризованных волн производились разнонаправленные удары в крест профиля по вертикальным стенкам шурфа.

Сейсмостанция «Лакколит-24 XM2» предназначена для производства сейсморазведочных работ методами преломленных и отраженных волн при инженерно-геологических изысканиях и сейсмомикрорайонировании.

Основные технические характеристики сейсмостанции

Лакколит Х-М2 [1]:

· число регистрируемых каналов - 24;

· поканальная аттенюация сигнала - 0, 20, 40 дБ;

· диапазон регистрируемых частот, Гц - 5-4000;

· разрядность АЦП - 24;

· время регистрации, мсек - до 6144;

· число отсчетов на канал - до 3072;

· диапазон рабочих температур - -40…+50 градусов;

· уровень приведённых ко входу шумов - 0,25 мкВ;

· масса - 1.26 кг;

· питание - 12±30% В;

· средняя потребляемая мощность - 6 Вт.

Рисунок 7 - Цифровая инженерная сейсмостанция "Лакколит Х-М2" [1]

Для регистрации сейсмических сигналов с использованием вышеназванной сейсмостанцией использовались сейсмическая коса СМ-24 (рисунок 8) и сейсмоприемники GS-20DX (рисунок 9) производства

ООО «ОЙО ГЕОИМУЛЬС ИНТЕРНЭШНЛ», обладающие частотной характеристикой с собственной частотой 10 Гц и обеспечивающие надежный прием регистрируемых сигналов. Эта частота обеспечивает равномерность в полосе частот 10-500 Гц, что даёт возможность принимать в неискаженном виде колебания от описанных выше источников продольных и поперечных SH_волн.

Рисунок 8 - Сейсмическая коса СМ-24 [1]

Рисунок 9 - Сейсмоприемник GS-20DX [1]

Основные технические характеристики сейсмоприемника GS-20DX [1]:

· Собственная частота (Fn) - 10±5% Гц;

· Верхний предел частоты пропускания - 250 Гц;

· Сопротивление катушки (Rc) - 395±5% Ом;

· Гармонические искажения на частоте 12 Гц - <0,2%;

· Степень затухания в открытой цепи (Bo) - 0,30;

· Степень затухания с шунтом 1 кОм - 0,70±5%;

· Чувствительность (G) - 27,6 В/м/с;

· Чувствительность с шунтом 1 кОм - 19,7±5% В/м/с;

· Постоянная затухания (Rt*Bc) - 549,4;

· Масса подвижной части - 11 г;

· Рабочий диапазон температур - -45…+80° С;

· Габаритные размеры: диаметр - 25,4 мм; высота - 33 мм; масса - 87,6 г.

В лабораторных условиях станция “Лакколит 24-XМ2” была протестирована на синхронизацию начала записи приемников, как между собой, так и с датчиком-сейсмоприёмником, срабатывающим в момент удара. Анализ показал, что фазовые сдвиги для различных каналов менее 0,01 мс.

Для проверки фазовой и амплитудной идентичности сквозного сейсмического тракта перед началом полевых работ проведены специальные тестовые измерения (рисунок 10).

Рисунок 10 - Сейсмоприемники с косой. Проверка фазовой и амплитудной идентичности [1]

Проведенные испытания показали, что используемая аппаратура соответствует техническим требованиям, которые предъявляются техническим средствам при производстве сейсморазведочных работ. В ходе проведения полевых работ ежедневно выполнялись контрольные проверки амплитудной и фазовой идентичности сейсмического канала без сейсмоприемников с записью аппаратурной сейсмограммы.

Первичная обработка материалов (суммирование сейсмограмм) проведена с помощью программы «Лакколит», входящей в комплект поставки сейсмостанции. Дальнейшая обработка выполнена с помощью специализированной лицензионной программы для обработки данных КМПВ «RadExPro Near Surface».

Метод КМПВ применяется для оценки скоростного строения среды и выделения преломляющих границ, характеризующих литологические и физические изменения в разрезе.

Обработка материалов КМПВ производится в следующей последовательности:

1) Составление паспортов профилей;

2) Редакция сейсмограмм;

3) Корреляция годографов преломленных волн;

4) Обработка и редакция наблюденных годографов, составление систем сводных встречных и нагоняющих годографов, вычисление скоростных законов;

5) Вычисление граничных скоростей и построение преломляющих границ по системам встречных и нагоняющих годографов способом пластовых скоростей;

6) Обработка и редакция преломляющих границ, составление окончательных глубинных разрезов.

Поперечные S-волны регистрируются в последующих вступлениях. Для подавления предшествующих им продольных волн применяется разно-полярное суммирование сейсмограмм, полученных от противоположно направленных ударов. Как правило, данная процедура и последующая полосовая частотная фильтрация позволяет в достаточной степени уверенно определить времена вступлений поперечных волн и проследить смену волн, преломленных на разных границах.

Пример сейсмограммы МПВ по профилю СП02 приведен на рисунке 11.

Рисунок 11 - Пример сейсмограммы МПВ по профилю СП02 [1]

Здесь представлена сейсмограмма записи по схеме YY зарегистрированная на пикетах наблюдения ПК0 - 92 при ударах на ПК 36, на которой прослеживаются вступления поперечной S-волны. Полученные средневзвешенные значения для 10-метровой толщи сейсмических скоростей - Vp= 737-1268 м/с, Vs=191-393 м/с.

2.2.2 Инструментальные исследования

На объекте «Джубгинская ТЭС» было отработано 9 сейсмозондирований. База приема расстановки выбиралась непосредственно на объекте, исходя из особенностей участков, и составляла от 69 до 92 м. Общая длина скоростных разрезов составляет 805 м. В результате геофизических исследований, выполненных сейсморазведочным методом КМПВ, установлены геофизические параметры геологического разреза, позволившие выполнить геофизическую интерпретацию материалов полевых исследований и результатов их математической обработки.

Метод сейсмических жесткостей.

Количественная оценка сейсмичности инженерно-геологических условий проведена на основе сравнения исходных сейсмических жесткостей, полученных непосредственно на дневной поверхности площадки, Vii и эталонных Vээ грунтов с учетом влияния обводненности разреза: J=1.67lg Vээ/ ViI+Jупв. Исходные данные для расчета определялись: i- плотность грунтов в каждом слое по лабораторным исследованиям; Vi- соответственно сейсмические скорости в каждом слое по сейсморазведочным данным и влияние обводненности разреза Jупв=ke-0.04h, где h - расчетное положение уровня подземных вод. Коэффициент, учитывающий литологический состав грунта, принят k= 0.5 [1].

Мощность расчетной толщи влияющей на балльность принималась равной 10 м.

Разделение территории объекта на микрорайоны с различной интенсивностью сейсмического воздействия (сейсмическое микрорайонирование) основано на изучении сейсмических свойств слагающих территорию грунтов и их сравнение с эталонным грунтом с известной исходной (фоновой) сейсмичностью.

Поэтому выбор эталонного грунта является одним из наиболее важных моментов в процессе СМР. От правильности выбора зависит надежность и обоснованность оценок сейсмической опасности для различных грунтов, а также сопоставимость полученных данных для определенных площадей региона.

В качестве эталонных грунтов рекомендуется выбирать средние грунты - необводненные супесчано-суглинистые грунты с включением обломочного материала, относящиеся ко II категории по сейсмическим свойствам со следующими средними параметрами верхнего 10-метрового слоя: скорости продольных и поперечных сейсмических волн Vp=500-700 м/с и Vs=250-350 м/с, плотность = 1,7-1,8 г/см3 [1].

На территории объекта СМР под рекомендуемые параметры и свойства средних грунтов подходят грунты в пункте установки инженерно-сейсмологической станции (ИСС) № 49: Vp=660 м/с, Vs=320 м/с, = 1,95 г/см3. Эти грунты и были приняты в качестве эталонных.

При расчете приращения сейсмичности за воду использовались значения установившегося уровня грунтовых вод.

По результатам работ на территории исследования значения приращения балльности за сейсмическую жесткость грунтов основания составили:

Jж = -0.22 - 0.33 балла. Величина приращения сейсмичности за счет ухудшения сейсмических свойств грунтов при их водонасыщении составила Jупв=0.34 - 0.50 балла. Суммарные приращения с учетом влияния обводненности грунтов составили - Jмсж = -0.51 - 0.52 балла. Результаты расчетов приращений приведены в приложении Б.

2.2.3 Теоретические расчеты

Для обеспечения сейсмостойкости сооружений, помимо сейсмической интенсивности для расчетов несущих конструкций и оснований зданий на основные и особые сочетания нагрузок сейсмических воздействий, необходимы сведения о количественных характеристиках колебаний (грунтов) опасных для проектируемых сооружений при возможных сильных землетрясениях в районе. Поэтому одной из задач сейсмического микрорайонирования является определение спектрального состава колебаний грунтов при возможных наиболее опасных землетрясениях. Решение этой задачи возможно только приближенное, т.к. истинный состав колебаний грунтов на изучаемой территории может быть определен лишь по записям наиболее опасных землетрясений, таковые в данном районе отсутствуют.

Теоретические расчеты спектральных характеристик и синтезированных акселерограмм проводились по параметрам многослойного сейсмического разреза с горизонтальными границами раздела по программе «МТС» (метод тонкослоистых сред), разработанным в институте Физики Земли имени О.Ю.Шмидта, Л.И.Ратниковой, М.В.Сакс.

Расчеты выполнены с учетом требований п.2.2 СНиП П-7-81*, вып. 2000г., п.п.5.1.2, 5.1.3 СНКК 22-301-2000*, вып.2004, СНиП 2.05.06-85* [1].

Для расчета ожидаемых сейсмических воздействий на территорию под строительство объекта «Джубгинская ТЭС» в качестве исходной информации использовались следующие данные:

- фоновая сейсмичность района изысканий в соответствии с работами по уточнению исходной сейсмичности (УИС) для объектов I (повышенного) уровня ответственности - 7,7 (8) баллов [1];

- параметры эталонного сейсмогеологического разреза;

- параметры расчетных моделей сейсмогеологических разрезов, характерных для исследуемой площадки.

В качестве параметров расчетной модели принимались полученные в экспериментах непосредственно на участке скорости продольных (Vp) и поперечных (Vs) волн в слоях соответствующей мощности (Н), средние значения плотности () по данным лабораторных опытов, а также декременты поглощения (Dp,s) сейсмических волн, заимствованные из литературных и фондовых источников.

Расчеты проводились для существующих инженерно-геологических условий по поперечным сейсмическим волнам, как наиболее опасным для сооружений при землетрясениях.

За эталонный принят сейсмический разрез принятый при СМР г. Туапсе, соответствующий пункту расположения сейсмической станции Единой сейсмической сети ЕСС-49.

По результатам анализа сейсморазведочных, инженерно-геологических исследований составлены 3 модели расчетных разрезов, характерных для площади. Расчетные сейсмические разрезы на грунтах площади исследования и на эталонных грунтах II категории по сейсмическим свойствам для с. Дефановка приведены ниже в таблице 3.

Таблица 3 - Параметры расчетных сейсмических разрезов [1]

№ слоя	Vp, м/с	Vs, м/с	, т/м3	H, м	Dp	Ds
Модель 1
1	420	180	1.98	4.0	14.	14.
2	2700	510	1.92	3.5	140.	35
3	2700	890	2.40		0	0
Модель 2
1	480	190	2.19	3.5	15.	15.
2	2600	600	2.40	4.5	135.	34.
3	2700	1000	2.40		0	0
Модель 3
1	470	200	1.98	3.0	15.	15.
2	2500	380	2.40	5.9	135.	34.
3	2700	1050	2.40		0	0
Модель 4 - эталонный разрез (СМР г. Туапсе).
1	340	180	1.94	3.6	12.	12.
2	1400	600	2.08	6.8	50.	20.
3	2470	1070	2.42		0	0

Из существующего мирового банка акселерограмм в качестве исходной использовалась акселерограмма Сан-Хосе 04.09.1955г. Акселерограмма Сан-Хосе является аналогом акселерограмм землетрясений из очаговых зон Туапсинского района, которые могут создавать на площадке строительства 8_балльные сотрясения. Параметры акселерограммы приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Параметры акселерограммы Сан-Хосе[1]

Дата	М	h, км	, км	а, см/с2	T, с	J, балл
04.09.55г	5.8	14	6.0	106	0.1-0.2	8

Максимальная амплитуда (ускорения) колебаний входного сигнала выбранной акселерограммы, введением нормирующего коэффициента, приведена к уровню, соответствующему интенсивности 8-балльного сейсмического воздействия на грунты II категории по сейсмическим свойствам, при строительстве сооружений повышенного уровня ответственности.

В соответствии с положением п.2.2 б СНиПа II-7-81* нормативное ускорение по шкале MSK-64 принято:

- для объектов повышенного уровня ответственности при исходной сейсмичности 8 баллов с повторяемостью 1 раз в 1000 лет, а=200 см/с2.

В результате расчетов получены следующие материалы: спектральные характеристики, спектры реакций, расчетные акселерограммы и графики коэффициентов динамичности.

Расчетные акселерограммы показывают ожидаемый процесс колебаний толщи грунтов во времени, зависящий от спектра колебаний коренной основы и спектральной характеристики грунта. Они используются для расчета динамических параметров проектируемых сооружений и на их основе сейсмических нагрузок и напряжений в конструкциях.

Синтезированные акселерограммы, рассчитанные для объектов повышенного уровня ответственности приведены в приложении В.

Спектральные характеристики (АЧХ) представляют собой амплитудно-частотные характеристики толщи рыхлых грунтов. АЧХ показывают во сколько раз изменяется интенсивность сейсмических воздействий на дневной поверхности относительно полупространства в зависимости от периода колебаний. Собственный период колебаний сооружений не должен соответствовать периоду максимума характеристики (Т = 0.1 0.15с). В противном случае возможно возникновение резонансных явлений в системе «грунт-сооружение».

Одним из видов представления информации о колебаниях сооружений на определенных грунтах при наиболее опасных землетрясениях служат спектры реакций.

Спектры реакций показывают максимум ускорения RA колебаний системы «грунт-сооружение» (в долях ускорения свободного падения, g) и приводятся для объектов повышенного уровня ответственности. По графикам для различных грунтов можно подобрать тип (конструкцию) здания (сооружения), исходя из затухания и периода его собственных колебаний. Для этого нужно выбрать интервал периодов графика, для которого значения RA находятся ниже заданного уровня.Коэффициент динамичности учитывается при расчетах сейсмических нагрузок.