Определение максимальных остаточных смещений по записям велосиметров

Определение максимальных остаточных смещений

Часть 2. Методы и результаты оценки остаточных смещений

1Институт сейсмологии и геодинамики ФГАОУ ВО “КФУ им. В.И. Вернадского”,

2ГАУ РК «Крымский экспертный совет по оценке сейсмических воздействий и прогнозу землетрясений», г. Симферополь, Республика Крым, Россия

3ФГАОУ ВО “Севастопольский государственный университет”, г. Севастополь, Россия

4Филиал ФГБОУ ВО “Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова”

Автор для переписки: И.В. Калинюк, e-mail: isgik@mail.ru

Представлена вторая, завершающая часть статьи, посвященной определению максимальных остаточных смещений грунта по записям велосиметров. В первой части статьи были рассмотрены методы калибровки велосиметров, а во второй описаны способы оценки и восстановления по записям велосиметров необратимых деформаций, возникающих в эпицентральной зоне после разрушительных землетрясений. Предложена аналитическая модель остаточного смещения, которая может использоваться для моделирования смещений в синтезированных акселерограммах. Кратко описана операция инсталляции остаточных смещений в волновые формы моделированных движений грунта. По предложенной модели можно проводить оценку остаточных смещений. Приведены примеры восстановления остаточных смещений, записанных велосиметром на виброплатформе. Описан простой алгоритм оценки остаточных смещений, основанный на интерактивной фильтрации длиннопериодного тренда. Алгоритм реализован во временной области и учитывает амплитудно-частотную характеристику велосиметра. Работоспособность алгоритма проверена на синтезированной акселерограмме, содержащей остаточные смещения. Алгоритм успешно апробирован на записях взрывов.

Ключевые слова: остаточные смещения, модель ступеньки, велосиметр, виброплатформа

Цитируйте эту статью как: Калинюк И.В., Ярошенко А.А., Панков Ф.Н., Бойко В.А. Определение максимальных остаточных смещений по записям велосиметров. Часть 2. Методы и результаты оценки остаточных смещений // Вопросы инженерной сейсмологии. 2018. Т. 45, № 4. C. 95–105. DOI: 10.21455/VIS2018.4-6

Грайзер В.М. Сейсмические данные об остаточных смещениях при взрывах и землетрясениях // Докл. АН СССР. 1989. Т. 306, № 4. С. 822–825.

Калинюк И.В., Ганиев А.З., Торбек В.Ю. Использование автоматизированной системы Winston для сбора, хранения и обмена сейсмологическими данными // Сейсмические приборы. 2016. Т. 52. № 3. С. 35–49.

Калинюк И.В., Ярошенко А.А., Бойко В.А., Панков Ф.Н. Интерактивная коррекция длиннопериодного тренда в алгоритме деконволюции сейсмических записей // Сейсмические приборы. 2017а. Т. 53, № 1. С.5–16. DOI: 10.21455/si2017.1-1

Калинюк И.В., Бойко В.А., Панков Ф.Н., Панков Н.Ф. Оперативная калибровка велосиметров с помощью эталона // Сейсмические приборы. 2017б. Т. 53, № 3. С.42–54. DOI: 10.21455/si2017.3-4

Калинюк И.В., Бойко В.А., Панков Ф.Н., Панков Н.Ф. Калибровка акселерометров и их электрические параметры // Сейсмические приборы. 2018а. Т. 54, № 3. C.70–82. DOI: 10.21455/si2018.3-5

Калинюк И.В., Ярошенко А.А., Панков Ф.Н., Бойко В.А. Определение максимальных остаточных смещений по записям велосиметров. Часть 1. Калибровка велосиметров // Вопросы инженерной сейсмологии. 2018б. Т. 45, № 3. С. 57–67. DOI: 10.21455/VIS2018.3-5

Перепелица В.А. Определение истинного вида смещения “почвы” по сейсмограмме. М: Наука, 1974. 77 с.

Пустовитенко Б.Г., Кульчицкий В.Е., Калинюк И.В., Мержей Е.А., Пустовитенко А.А. Методология и методические основы моделирования сейсмических воздействий на высотные здания в Крыму // Будiвельнi конструкції: зб. наук. праць. К.: ДП НДІБК, 2010. Вип. 73. С. 316–323.

Ратникова Л.И. Методы расчета сейсмических волн в тонкослоистых средах. М.: Наука, 1973. 124 c.

Столяров В.Г. Остаточные сейсмические смещения грунта, горизонтальные воздействия на здание, сейсмостойкие свайные фундаменты // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2006. № 3. С. 70–74.

Юшин В.И. Низкочастотная деконволюция цифровой записи короткопериодного сейсмометра // Геология и геофизика. 2001. Т. 42, № 5, С. 852–863.

Boore M. Effect of baseline corrections on displacements and response spectra for several recordings of the 1999 Chi-Chi, Taiwan, Earthquake // Bull. Seism. Soc. Amer. 2001. Vol. 91, No. 5. pp. 1199–1211.

Boore M., Stephens C.D., Joyner W.B. Comments on baseline correction of digital strong-motion data: Examples from the 1999 Hector Mine, California, Earthquake // Bull. Seism. Soc. Amer. 2002. Vol. 92, No. 4. pp. 1543–1560.

Hamidi H., Karbassi A., Lestuzzi P. Fling-step effect on the seismic behavior of high-rise RC buildings during the Christchurch earthquake // Proceeding of the 2013 NZSEE Conference, 2013. № 20. pр. 1–6.

КАЛИНЮК Игорь Викторович – кандидат физико-математических наук, заместитель директора, Институт сейсмологии и геодинамики ФГАОУ ВО “Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского”. 295007, Россия, г. Симферополь, просп. академика Вернадского, д. 4. Тел.: 8(3652) 27-34-27. E-mail: isgik@mail.ru; ГАУ РК «Крымский экспертный совет по оценке сейсмических воздействий и прогнозу землетрясений», г. Симферополь, Республика Крым, Россия

ЯРОШЕНКО Александр Александрович – доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры высшей математики, ФГАОУ ВО “Севастопольский государственный университет”. 299053, Россия, г. Севастополь, ул. Университетская, д. 33. Тел.: +7(8692) 43-50-01. E-mail: vmsevntu@mail.ru; заведующий кафедрой фундаментальных дисциплин, Филиал ФГБОУ ВО “Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова” в г. Севастополь. 299009, Россия, г. Севастополь, ул. Героев Севастополя, д. 7, корп. 8/22. Тел.: +7(8692) 48-74-39. Е-mail: iec.sevgmu@ya.ru

ПАНКОВ Федор Николаевич – ведущий инженер, Институт сейсмологии и геодинамики ФГАОУ ВО “Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского”. 295007, Россия, г. Симферополь, просп. академика Вернадского, д. 4. Тел.: 8(3652) 27-34-27. E-mail: pankovfn@gmail.com

БОЙКО Владислав Анатольевич – инженер 1 категории, Институт сейсмологии и геодинамики ФГАОУ ВО “Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского”. 295007, Россия, г. Симферополь, просп. академика Вернадского, д. 4. Тел.: 8(3652) 27-34-27. E-mail: boikovlan@gmail.com

2 Crimean Expert Council on the Assessment of Seismic Effects and Earthquake Prediction, Simferopol, Russia

4 Admiral Ushakov State Maritime University (Sevastopol branch), Sevastopol, Russia

The article describes ways to estimate and restore irreversible deformations that occur in the epicentral zone after destructive earthquakes, using velocimeters. An analytical model of residual displacement is proposed, which can be used to model displacements in synthesized accelerograms. The operation of installing residual displacements into waveforms of simulated soil movements is briefly described. According to the proposed model, it is possible to estimate the residual displacements. Examples of the restoration of residual displacements recorded by a velocimeter on a vibroplatform are given. A simple algorithm for estimating residual displacements based on interactive filtering of a long-period trend is described. The algorithm is implemented in the time domain and takes into account the amplitude-frequency characteristic of the velocimeter. The efficiency of the algorithm was tested on a synthesized accelerogram containing residual displacements, and the algorithm was applied to the records of explosions.

KALINYUK Igor Viktorovich - Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Deputy Director, Institute of Seismology and Geodynamics, V.I. Vernadsky Crimean Federal University, 295007, Russia, Simferopol, prosp. Academician Vernadsky, 4. Tel. : 8 (3652) 27-34-27. E-mail: isgik@mail.ru

YAROSHENKO Aleksandr Aleksandrovich – Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Professor of the Department of Higher Mathematics, Sevastopol State University. 299053, Russia, Sevastopol, st. Universitetskaya str., 33. E-mail: vmsevntu@mail.ru. Admiral Ushakov State Maritime University (Sevastopol branch). 299009, Russia, Sevastopol, st. Heroes of Sevastopol, 7, bldg. 8/22. E-mail: iec.sevgmu@ya.ru

PANKOV Fedor Nikolaevich – Leading Engineer, Institute of Seismology and Geodynamics, V.I. Vernadsky Crimean Federal University, 295007, Russia, Simferopol, prosp. Academician Vernadsky, 4. Tel.: 8 (3652) 27-34-27. E-mail: pankovfn@gmail.com

BOIKO Vladislav Anatolievich - engineer of the 1st category, Institute of Seismology and Geodynamics, V.I. Vernadsky Crimean Federal University, 295007, Russia, Simferopol, prosp. Academician Vernadsky, 4. Tel.: 8 (3652) 27-34-27. E-mail: boikovlan@gmail.com

Cite this article as: Kalinyuk I.V., Yaroshenko A.A., Pankov F.N.., Boyko V.A. Determination of the maximum residual displacements by records of velocimeter. Part 2. Methods and results of estimating residual displacements, Voprosy Inzhenernoi Seismologii (Problems of Engineering Seismology), 2018, Vol. 45, No. 4, pp. 95–105. [in Russian]. DOI: 10.21455/VIS2018.4-6

English translation of the article will be published in Seismic Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online), https://link.springer.com/journal/11990), 2019, Volume 55, Issue 4.