автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.06, диссертация на тему:Поведение линейных систем в стохастических динамических полях, генерированных взрывами

РГ5 ОД

О

Борисов Евгений Константинович

ПОВЕДЕНИЕ ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ В СТОХАСТИЧЕСКИХ ДИНАМИЧЕСКИХ ПОЛЯХ, ГЕНЕРИРОВАННЫХ ВЗРЫВАМИ

Специальности: 05.08.06 - физические поля корабля, океана,

атмосферы и их взаимодействие; 05.23.01 - строительные конструкции, здания и сооружения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Борисов Евгений Константинович

ПОВЕДЕНИЕ ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ В СТОХАСТИЧЕСКИХ ДИНАМИЧЕСКИХ ПОЛЯХ, ГЕНЕРИРОВАННЫХ ВЗРЫВАМИ

Специальности: 05.08.06 - физические поля корабля, океана,

атмосферы и их взаимодействие; 05.23.01 - строительные конструкции, здания и сооружения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Работа выполнена в Дальневосточном государственном техническс универиггете Министерства образования России

Научный консультант:

член-корреспондент РААСН, заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Аббасов П.А.

Официальные оппоненты:

заслуженный деятель науки РФ,

доктор физико-математических наук, профессс

Юдин В.В.

доктор физико-математических наук, профессс Короченцев В.И.

доктор технических наук, профессор Абрамов В.Е.

Ведущая организация:

Тихоокеанский океанологический институт ДВОРАН

Защита состоится 21?! 2х>ООг. в Ю00 на заседании диссертационно! совета Д 064.01.01 при Дальневосточном государственном техническо университете (690950, Владивосток, Пушкинская 10, тел. 26-08-03, факс2< 69-88).

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в читальном заг ДВГТУ.

Автореферат разослан 2000 г.

Ученый секретарь профессор

Н58 Я . 8 , 0

диссертационного со

Самсонов А.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Проведение взрывов - быстрой енерации большого количества энергии в малом объеме является обычным гвлением в промышленности и военном деле. Исследованием механических 'ффсктов взрывов в настоящее время занимается большое количество ченых и инженеров во всех странах мира. Происходит интенсивное >азвитие представлений о характере взрывных движений среды, в которой ыл произведен взрыв (воздушная, водная, грунтовая среда или границы их оприкосновения), и постоянное совершенствование расчетных и ксперименталъных методов их исследования, что приводит к начительному прогрессу в смежных разделах прикладной механики и [еханики сплошных сред.

При взрыве в любой среде возникает ударная волна, которая, двигаясь от ентра взрыва, генерирует в ней поля перемещений и давлений, гшсываемые близкими по структуре уравнениями. Это свидетельствует о ж, что результаты теоретических и экспериментальных исследований, олученные в одной среде, или их сочетании, могут быть адаптированы к юбой другой.

Естественно, что различные инженерные объекты и системы, попадая в ютветствующее динамическое поле, вводятся в колебательный режим, фаметры которого, коррелированные с внешним воздействием, феделяют вероятность и степень повреждений объекта.

Таким образом, во всех случаях среда, в которой производится взрыв, гляется субстанцией передающей энергию от источника к исследуемому ¡ъекту (комплексу объектов), который в дальнейшем будет называться краняемый объект».

Физический тип генерированной динамики охраняемых объектов гределяется характером их контакта с энергопроводящей средой:

- технические средства освоения океана, находящиеся одновременно в ех средах, подвержены комплексному действию упругой волны формации в грунте, гидравлическому удару и воздушной ударной волны:

- подводные аппараты - только гидравлическому удару:

- водоизмещакицие объекты - гидравлическому удару и воздушной арной волны;

- летательные аппараты - воздушной ударной волны;

- подземные - только упругой волны деформаций.

Особое положение в перечисленном комплексе сочетаний фгопроводящих сред и охраняемых объектов занимают наземные фужения, частично погруженные в две субстанции (грунтовую и (душную среды), резко отличающиеся друг от друга по физико-паническим свойствам, в связи с чем при действии только упруги:; волн формаций в грунте испытывают особый вид возбуждения колебаний -

- 3 -

кинематический: принудительное перемещение в пространстве системь крепления охраняемого объекта к энергонесущей среде.

Математическое описание поведения охраняемых объектов (систем) I при ударных и при деформационных волнах является практически идентичным, однако, сами энергопроводящие среды существенно разнята по физико-механическим характеристикам. Если водная и воздушная средь в пределах ограниченных объемов являются изотропными, то грунтово! среде присуща существенная, предопределенная ее природой анизотропность (неоднородная слоистость, разломы различной ориентации дискретная водонасыщенность, различные углы падения слоев неоднородность рельефа и т.п.). Все это приводит к тому, что прг прохождении через грунтовую среду силовые потоки претерпевают глубокую трансформацию в результате интерференционных дифракционных процессов и фильтрации энергонесущего сигнала, описап которые можно только вероятностно-статистическими методами.

Созданные к настоящему времени вероятностные расчетные г математические модели грунтов и охраняемых объектов предназначены, е основном, для анализа их напряженно-деформированного состояния или е статической постановке или для ограниченных объемов и не приспособлены для оценки преобразования колебательной энергии на трассе ее распространения и при переходе от грунта к охраняемому объекту.

Учитывая особенности и сложность этой проблемы, наиболее рациональной является вероятностная оценка поведения охраняемых объектов (или их комплексов), находящихся в опасных зонах стохастических динамических полей, генерированных в грунте, с учетом преобразования импульса при переходе его от грунта к фундаменту.

Первой общей задачей этой проблемы является то, что, теоретические методы не могут быть использованы, поскольку требуют численного задания ряда коэффициентов, описывающих физико-механические свойства зоны контакта охраняемого объекта с энергонесущей средой. Отдельные попытки численного определения этих коэффициентов на масштабных моделях встречают большие трудности в связи с необходимостью выбора и выполнения критериев подобия, а на натурных объектах при реальных взрывных воздействиях - не имеют возможности варьировать параметры в необходимом диапазоне. Единственным реальным путем получения необходимой достоверной информации о поведении охраняемых объектов в динамических взрывных полях является выполнение специальных комплексов экспериментальных исследований с применением современных компьютерных технологий их обработки и анализа.

Второй задачей является - необходимость существенной адаптации методов исследования кинематически возбуждаемых систем, хорошо разработанных в сейсмостойком строительстве, в связи с тем, что движение энергопередающей среды (грунта) при взрывах и естественных землетрясе-

-4-

:иях принципиально разнятся по всем определяющим параметрам:

- продолжительности активной фазы,

- значению энергонесущих частот и их количеству,

- интенсивности,

- объемам вовлекаемых в движение масс среды и их распределением по олщине,

- степени затухания с расстоянием и т.п.

Комплексное решение поставленных задач представляется, как научная роблема, имеющая важное народнохозяйственное значение, особенно чигывая практическое использование результатов ее решения при птимизации параметров системы «взрыв - грунт - охраняемый объект» горном деле, строительстве и районах работ на континентальном шельфе с спользованием технических средств освоения океана, а после эответствующей адаптации в упомянутых выше смежных областях науки и зхники.

ЦЕЛЬЮ ДИССЕРТАЦИИ является аналитическое обобщение данных шкнутой последовательности натурных экспериментальных сследований, выполненных и накопленных автором по единой методике гандартной аппаратурой и обработанных лицензированной компьютерной родукцией и выявление на их основе качественных и количественных ценок закономерностей стохастических динамических полей и поведения неположенных в них охраняемых объектов

ДЛЯ ЭТОГО ПОТРЕБОВАЛОСЬ РЕШИТЬ СЛЕДУЮЩИЕ СНОВНЫЕ ЗАДАЧИ:

- оценить, качественно и количественно, интенсивность движения эунта в динамических полях, генерированных промышленными взрывами;

- выявить особенности поведения охраняемых объектов в реальных шамических взрывных полях;

- разработать метод моделирования взрывных полей;

- разработать методику оценки динамики охраняемых объектов с гетом конструкции фундаментов и категории грунтов в основании;

- произвести сопоставительную оценку интенсивности динамических >лей, генерированных взрывами, и расположенных в них охраняемых ¡ъектов с существующими нормативами:

разработать рекомендации по методике проведения :спериментальных измерений грунта взрывных полей и охраняемых ¡ъектов.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Для решения поставленных в гссертации задач применялись следующие методы:

- экспериментальные измерения колебаний грунта и охраняемых ¡ъектов по единой методике с использованием стандартной измерительной паратура и рекомендованных АН СССР способов ее калибровки;

- математическая статистика, спектральный и корреляционный анализ;

- 5 -

- обработка, анализ и интерпретации полученных экспериментальны: данных с использованием математических сред MathCAD PLUS 7.0 PRO i Excel 7.0 PRO;

- классические численные методы построения спектров Фурье i спектров реакций с использованием специальной программы на языке Quid BASIC 4.5.

ДОСТОВЕРНОСТЬ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ определялась

- использованием единой, надежной и апробированной в полевьи условиях в течение 25 лет совместной работы с коллегами методик! проведения натурных экспериментальных исследований;

- корректностью и замкнутостью постановки и решения задач i сопоставлением экспериментальных данных, полученных при исследовашп объектов-аналогов;

- отбором из накопленного автором информационного массива данны> высокой надежности:

- положительными результатами применения промежуточных выводов г результатов в практике.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА исследования и полученных результате! заключается в следующем:

- выполнена вероятностная оценка параметров стохастических динамических полей, генерированных промышленными взрывами, ш примере карьеров, угольного разреза и районов планирования территории строительных площадок взрывами, в результате которой установлена их корреляционная связь с основными параметрами буровзрывных работ и грунтовыми условиями районов их проведения;

- определены отличия в поведении реальных охраняемых объектов различного типа при взрывных воздействиях и естественных землетрясениях;

- разработана методика гибридного представления динамической системы с элементами, не имеющими математического описания, на основе которой создана гибридная модель охраняемого объекта, в которой зона контакта грунта с фундаментом заменяется экспериментально - расчетным модулем;

- разработана методика динамической калибровки натурных объектов экспериментальными взрывами, в результате практической реализации которой получены численные оценки динамики охраняемых объектов и преобразования параметров колебательной энергии при переходе ее с грунта на фундамент с учетом их конструктивного оформления и категории грунтов в основании:

- разработаны методики сопоставления спектров Фурье колебаний грунта в динамических полях от техногенных взрывов с существующими нормативными оценками и спектров реакций SDF и гибридных моделей от взрывных воздействии и эталонного землетрясения, в результате использо-

-6 -

зования которых получены численные сопоставительные оценки;

- разработаны рекомендации по методике экспериментальных измерений движения грунта в динамических полях от взрывов и расположенных в их опасных зонах охраняемых объектов при оптимизации параметров взрывных работ по условию заданной устойчивости охраняемых объектов;

- выявлен ряд феноменов динамики охраняемых объектов, которые не укладываются в существующие концепции теоретической динамики сооружений.

АПРОБАЦИЯ основных научных и практических результатов диссертации производилась в виде докладов и сообщений на международных, всесоюзных, российских и региональных конференциях и совещаниях:

- IX Европейской конференции по сейсмостойкому строительству (Москва, 1990 г.), II International Conference on "Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics" (St. Louis, US, 1991), Всесоюзной конференции «Сейсмичность и сейсмостойкое строительство на Дальнем Востоке» (Владивосток, 1991), Международной конференции «Стихия. Строительство. Безопасность» (Владивосток, 1997), Международной конференции «Кораблестроение и океанотехника. Проблемы и перспективы (SOPP'98)» (Владивосток, 1998). Международной конференции «Проблемы прочности и эксплуатационной надежности судов (ПЭНС'90)» (Владивосток, 1999), Международной конференции «Asian Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structure (TEAM'2000)» (Владивосток. 2000);

- II Всесоюзной конференции по динамике сооружений (Тбилиси, 1982), Всесоюзном совещании «Снижение материалоемкости и трудоемкости сейсмостойкого строительства» (Алма-Ата, 1982), VI Всесоюзной конференции по динамике оснований и фундаментов (Нарва, 1985), VI Всесоюзной конференции по экспериментальным методам исследования инженерных сооружений (Ново Полоцк, 1986). Всесоюзных координационных совещаниях по динамике сооружений ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР (Донецк, Тбилиси, Алма-Ата, Москва, Томск, Ленинград. 1982 - 1987);

- Республиканской научно - технической конференции «Надежность и эффективность нетрадиционных систем сейсмозащиты зданий и сооружений» (Севастополь, 1991), II Савиновских чтениях (СПб, 1977), Всероссийском симпозиуме ТОЙ ДВО РАН «Сейсмоакустика переходных зон» (Владивосток. 1999);

- I и И Дальневосточных акустических конференциях (Владивосток, 1974, 1978). II - IX научных сессиях Дальневосточной секции Междуведомственного совета по сейсмологии и сейсмостойкому строительству АН СССР (Петропавловск Камчатский, Магадан. Иркутск,

-7-

Южно-Сахалинск, Владивосток, 1981-91), Зональной научно - технической конференции Госстроя СССР «Перспективы ускорения научно -технического прогресса в строительстве районов Дальнего Востока и Забайкалья» (Владивосток, 1985), Дальневосточном семинаре научных и проектных организаций капитального строительства Министерства обороны СССР (Хабаровск, 1990), Зональные научно - технические конференции ДальНИИС Госстроя СССР (Владивосток, 1978 - 1986), ежегодные научно - технические конференции Дальневосточного государственного технического университета (Владивосток, 1997 -2000).

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ состоит в том, что полученные в диссертации результаты и накопленный экспериментальный материал:

- нашли применение в научном обеспечении нужд промышленности Дальнего Востока и используются в настоящее время автором и его коллегами по работе при оценке допустимых уровней динамики охраняемых объектов при внешних воздействиях, генерированных промышленными взрывами, работой технологического оборудования, движением транспорта и т.п.;

- были использованы ДальНИИС Госстроя СССР и ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР при разработке рекомендательных документов по проектированию и ведению взрывных работ при рыхлении скальных и мерзлых грунтов под локализаторами в стесненных условиях городской застройки и расчету и проектированию свайных фундаментов при взрывных воздействиях;

- используются в учебном процессе при подготовке инженеров и магистров в лекциях, практических занятиях и курсовых работах.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1.Обобщенные результаты натурных экспериментальных исследований динамических полей, генерированных техногенными промышленными и экспериментальными взрывами, динамики охраняемых объектов от промышленных взрывов и динамических калибровок.

2.Методика моделирования динамического поля мгновенным и короткозамедленным взрыванием скважинных зарядов.

3. Представление охраняемого объекта гибридной моделью, позволяющей численно оценить преобразование колебательной энергии при переходе ее с грунта на фундамент с учетом его конструктивного оформления и категории грунтов в основании.

4. Методика и обобщенные результаты динамической калибровки экспериментальными взрывами натурных объектов.

5. Методика и результаты сопоставительных оценок интенсивности динамических полей, генерированных техногенными взрывами, с действующими нормативными рекомендациями и спектров реакций SDF и гибридных моделей на взрывные воздействия и эталонные землетрясения.

-8-

6. Рекомендации по использованию полученных результатов в практике экспериментальных исследований поведения охраняемых объектов в стохастических динамических полях.

ПУБЛИКАЦИИ по теме диссертации представлены 54 печатными работами, четырьмя авторскими свидетельствами об изобретении и 33 отчетами по хоздоговорным и госбюджетным научно - исследовательским работам, имеющим номер государственной регистрации.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Содержание изложено на 257 страницах машинописного текста и включает 76 рисунков, 31 таблицу и 158 наименований отечественных и зарубежных первоисточников.

Автор выражает глубокую признательность своему учителю д.т.н., профессору Н.В. Барабанову, научному консультанту д.т.н., профессору П.А. Аббасову и благодарит специалистов: к.т.н. Б.А. Пышкина, инж. A.M. Гончарова, инж. В.Н. Горюнова, инж В.З. Дубницкого, принимавших активное участие в подготовке и проведении натурных испытаний, а также всех своих коллег за их доброжелательное отношение и сотрудников предприятий, на объектах которых проводились эксперименты за оказанные помощь и содействие.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

ВВЕДЕНИЕ. Обосновывается актуальность темы, формулируется цель и основные направления исследования.

В первой главе рассмотрены основные направления и тенденции их развития. связанные с экспериментальными и теоретическими исследованиями динамических полей в фунте, генерированных массовыми промышленными взрывам, поведением расположенных в их опасных зонах охраняемых объектов, регулированием различных параметров системы «взрыв - грунт - охраняемый объект» и нормированием определяющих параметров этой системы. На основании выполненного аналитического обзора отечественной и зарубежной научно-технической литературы определяются задачи исследования и формулируются выдвигаемые на защиту положения.

Как и во всех задачах, связанных с динамикой механических систем, реферируемые работы можно условно разделить на три основных направления:

- исследование генерированных техногенным взрывом динамического поля и связи его характеристик, имеющих в своей природе случайный характер, с основными параметрами буровзрывных работ - источника колебательной энергии (проблема нагрузок);

-9-

- определение реакции расположенных в стохастических динамических полях натурных и масштабных охраняемых объектов и расчетных моделей (проблема реакции);

- разработка нормативов, определяющих допустимую величину интенсивности динамического поля и реакции охраняемых объектов (проблема нормативов).

Поскольку взрывные воздействия, в отличие от естественных землетрясений, являются результатом производственной деятельности, то система «взрыв-грунт-охраняемый объект» является системой с обратной связью не только на промежуточное звено, но и на сам источник колебательной энергии - взрыв. В связи с этим к трем предыдущим добавляется третье направление:

- оптимизация параметров системы «взрыв-грунт-охраняемый объект» по заданному критерию, или их комплексу.

Выполненный аналитический обзор показал, что основными параметрами техногенных взрывов являются общая масса взрывчатого вещества (ВВ), ее разделение на отдельные группы, время замедления между их взрыванием, направление инициирования, рельефные и грунтовые условия как районов проведения самих буровзрывных работ (БВР), так и трасс распространения взрывных импульсов, принятые технологии выполнения БВР и т.п., что сразу же определяет стохастическую природу взрывных деформационных волн в фу нте, а, следовательно, и самого генерируемого ими поля.

Общепринятыми показателями интенсивности динамического поля являются величины перемещений, скоростей и ускорений грунта, как пс отдельным составляющим, так и по их комбинациям, продолжительность колебаний и их частотный состав. Как правило, во всех реферируемых работах движение грунта рассматривается как определяющий фактор и сопоставляется с международными, национальными нормативами, если они существуют, или авторскими рекомендациями. Такое сравнение выполняется всегда с большой ориентацией на сейсмостойкое строительство, несмотря на существенное различие между взрывными воздействиями и естественными землетрясениями, и очень редко учитывает реакцию на взрывные импульсы реальных, расположенных в опасных зонах динамических полей объектов.

В соответствии с такой концепцией оптимизация параметров БВР производится по условию не превышения динамикой поля заданного уровня на основе экспериментально установленных регрессионных соотношений между принятым критерием колебания грунта в динамическом поле (каь правило, «векторной скоростью» или ее разновидностями) и определяющим параметром мощности взрыва (как правило, массой ВВ одной группы) не базе использования формулы М.А. Садовского.

Приведенные в первоисточниках результаты натурных исследований не

- 10 -

- классифицированы и не обобщены и ограничиваются общей констатацией полученных конкретных результатов, а теоретические исследования реакции охраняемых объектов проводятся на условных расчетных моделях, которые или не учитывают реального взаимодействия охраняемого объекта с энергонесущей средой, или ограничиваются общим математическим описанием, содержащим коэффициенты, которые необходимо определить экспериментально.

Таким образом, несмотря на большой объем накопленного теоретического и экспериментального материала, исследования в рассматриваемой области нельзя считать систематизированными и имеющими замкнутый характер. В значительной степени такое положение объясняется тем, что динамика охраняемых объектов от взрывных воздействий, являясь, по сути, самостоятельным научным направлением, фактически остается второстепенной проблемой сейсмостойкого строительства.

Выполненный аналитический обзор показывает, что на настоящий момент классические методы теоретической динамики сооружений быстро теряют свою эффективность рот анализе и интерпретации результатов экспериментальных исследований, т.к. в большинстве случаев пытаются навязать свои концепции и философию. В связи с этим все большее количество исследователей-экспериментаторов начинает обращаться к молодому направлению динамики сооружений - статистическому и все больше использует методы спектрального и корреляционного анализа в сочетании с современными компьютерными технологиями, которые предоставляют экспериментаторам только методики, оставляя за ними трактовку любых, даже феноменальных результатов измерений.

В связи с перспективностью использования взрывных работ в любых средах, в том числе многослойных, из за та высокой экономичности, задача, связанная с попыткой получить замкнутое представление о реальном поведении охраняемых объектов в стохастических динамических полях является вполне актуальной как в научном аспекте, так и в ее практическом приложении.

Во второй главе излагается общая идеология экспериментального исследования генерированных промышленными взрывами динамических полей грунта, поведения расположенных в них охраняемых объектов и методик измерения, обработки, анализа и интерпретации полученных экспериментальных данных, включая создание гибридной модели, учитывающей преобразование колебательной энергии при переходе ее с грунта на фундамент и моделирования синтетического взрывного импу льса.

Натурные экспериментальные исследования являются основным источником получения достоверной информации о поведении реального объекта в реальных условиях, которая используется в двух направлениях:

- чисто научном, для проверки правильности выполненных теоретичес-

- 11 -

ских исследований и как база для разработки новых научных концепций;

- прикладном, для решения проблем промышленности, особенно i конфликтных ситуациях.

В обоих случаях основными проблемами экспериментальны: исследований являются: сопоставимость результатов и выбор критериа оценки допустимых уровней динамики.

Первая проблема решается в результате того, что:

- во всех измерениях использовалась стандартная однотипная метрологически обеспеченная, регистрирующая аппаратура;

- все экспериментальные исследования выполнены под руководством i при личном участии автора, что обеспечило стабильность методи исследования и измерительных схем всех испытаний на протяжении 25 лет;

- при написании диссертации весь массив экспериментальных данны: был обработан по единой методике с использованием пакетов Excel 7.( PRO, MathCAD PLUS 7.0 PRO для среды Windows 97с применением i некоторых случаях программ на языке Quick BASIK 4.5.

Вторая проблема в некоторой степени связана с неопределенность» существующей системы нормативного обеспечения, когда даже сейсмостойком строительстве России сложилась достаточно запутанна ситуация: ГОСТ 6249-52, дававший количественную оценку различно] балльности сотрясений грунта при землетрясениях прекратил действие шкала MSK-64, рекомендованная Межправительственным совещанием та сейсмологии и сейсмостойкому строительству ЮНЕСКО в качестве едино] международной шкалы интенсивности, не является государственны! нормативом.

В области нормирования взрывных воздействий, действующие ЕНБН-9! лимитируют только размер опасной зоны, без определения численны: значений допустимых параметров колебаний грунта на ее границе, в связи чем содержащиеся в них рекомендации привлекать в сложных ситуация: специализированные организации становятся трудновыполнимыми, т.ь последние принимают решения на основе экспериментальных измерении параметров колебаний или среды, или охраняемых объектов.

Естественно, что разработка каких либо нормативов невозможна бе использования достоверной информации о поведении в реальных условия: рассматриваемых нормативами объектов, получение которых являете одной из задач диссертации.

Экспериментальный материал, на котором базируется диссертация, бы. накоплен в результате измерения динамики полей и охраняемых объектов.

Колебания грунта в динамических полях регистрировались трехкомпонентных точках с ориентацией по составляющим R, Т, i (радиальной, тангенциальной и вертикальной), а измерениях вблиз охраняемых объектов - по X, Y, Z. ориентированным по главным ося! объектов.

За анализируемые параметры буровзрывных работ принимались:

- общая масса ВВ и разделение ее по группам;

- величина замедления и динамика инициирования ВВ отдельных групп при КЗВ;

- геометрия и пространственное расположение взрываемого блока, измерительной системы и распространения упругих деформационных волн;

- рельеф местности, геологическое строение района проведения исследований и динамические характеристики энергопроводящей среды, полученные в результате сейсмического зондирования.

При исследовании динамических полей в районах выполнения массовых промышленных взрывов измерительные системы разрабатывались с учетом степени неоднородности энергопроводящей среды, которая изменялась от достаточно однородной на всех трассах распространения взрывных импульсов (Шимановский каменный карьер) до состоящей из многочисленных инженерно-геологических элементов различной мощности и пространственного расположения, разделенных разломами различной ориентации (карьер «Центральный», пос. Дальнегорск) и конкретных задач промышленных исследований. В некоторых случаях это гребовало создания специальных методов наблюдений и обработки их результатов.

Измерительные системы для исследования динамики объектов от взрывных воздействий конструировались так, чтобы получить достаточно толную информацию по параметрам колебательного процесса в энергонесущей среде в месте расположения исследуемого объекта, без /чета его влияния на измеряемые процессы и пространственному товедению охраняемого объекта.

Учитывая изложенное, все исследования были объединены в две эсновные группы:

- исследования динамики систем « взрыв-грунт-охраняемый объект»;

исследования динамики одиночных типовых объектов жепериментальными взрывами (динамические калибровки); 1 для определения необходимого и достаточного объема информации, лгбираемой из общей массы накопленного экспериментального материала 1ля решения поставленной цели диссертации, намечен наиболее целесообразный путь решения возникающих при этом задач (рис. 1).

При интерпретации результатов экспериментальных исследований иирокое распространение имеет одномассовый осциллятор - SDF -модель model of single degree freedom), который предполагается жестко юединенным с основанием. Реакция такой модели на внешнее воздействие, ;аданное реальной осциллограммой движения фунта в ее основании, тределяется или прямым применением интеграла Дюамеля или быстрым феобразованием Фурье. Однако, это справедливо только в том случае, согда движение грунта определено и идентично движению фундамента.

-13-

ВЗРЫВНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

Волна давления Воздушная среда Водная среда Многослойные среды

ПРОМЫШЛЕННЫЕ МАССОВЫЕ МГНОВЕННЫЕ

ОДНОКРАТНЫЕ

Подземные

ВОЛНА ДЕФОРМАЦИИ ГРУНТОВАЯ СРЕДА ДРОБЛЕНИЕ На выброс ДАЛЬНЯЯ ЗОНА Ближняя зона

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СКВАЖИННЫЕ КОРОТКОЗАМЕДЛЕННЫЕ МНОГОКРАТНЫЕ НА ПОВЕРХНОСТИ

В стесненных условиях

Экология

РАЗМЕРЫ ОПАСНОЙ ЗОНЫ

КАРЬЕРЫ

Ударная воздушная волна

ПАРАМЕТРЫ ДИНАМИКИ ГРУНТА

РАЗРЕЗЫ

Разлет кусков породы

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ БВР

ПЛАНИРОВАНИЕ

ТЕРРИТОРИИ

ДИНАМИКА ГРУНТА

ДИНАМИКА ОХРАНЯЕМЫХ ОБЪЕКТОВ

ПРОМЫШЛЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ

АДМИНИСТРАТИВ НЫЕ И ГРАЖДАНСКИЕ ЗДАНИЯ

ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ

ДИНАМИКА ФУНДАМЕНТА ДИНАМИКА НАДФУНДАМЕНТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Надежность ПРОЧНОСТЬ

Рис. 1. Блок-схема генерального направления исследования

- 14 -

В действительности, расчетная модель охраняемого объекта вводится в колебательный режим движением фундамента, а не грунта, поскольку между ними существует экспериментально установленное несоответствие.

В диссертации сделана попытка решить эту проблему путем создания гибридной модели, в которой преобразование колебательной энергии при переходе от фунта к фундаменту учитывается на базе спектрального анализа экспериментальных измерений их колебаний при динамических калибровках.

Если линейная динамическая система состоит из N последовательно соединенных элементов, то преобразование проходящего через нее сигнала представляется как

у(1) = Ьн Ьм_1.....Ь, х(0,

где операторы Ц. для каждого из которых справедливо соотношение

которое считается справедливым и для переходных процессов конечной продолжительности.

Обычно рассматриваются системы, где по известной амплитудо-частотной характеристике |Н(0) (АЧХ) и спектру входного процесса определяется спектр выходного.

В данном случае один из элементов (зона контакта фунта и фундамента) определяется оператором неизвестного вида, в лучшем случае с коэффициентами, величина которых неизвестна и не может быть определена теоретически. Поскольку известные попытки их определения на масштабных моделях в связи со сложностью пересчета на натуру пока не дают приемлемых для практики результатов, для исследованных объектов АЧХ определялась прямым сопоставлением спектров выходного и входного процессов. зарегистрированных при динамических калибровках. Полученные АЧХ для ансамблей внешних воздействий осреднялись и сопоставлялись с АЧХ однотипных объектов. Таким образом, каждая АЧХ несла в себе информацию об исследованном объекте в целом, конструктивных особенностях его фундамента, категории фунта в его основании и показывала, как происходит перераспределение амплитуд по частотам при переходе взрывного импульса с фунта на фундамент. В результате, спектр любого внешнего воздействия на фунте для «типового» объекта может быть непосредственно преобразован в спектр выходного процесса на фундаменте. Последний инвертируется во временную функцию, по которой и производится расчет динамики охраняемого объекта. При этом предполагается, что АЧХ у входного и выходного процессов одинаковы. В связи с отсутствием в осциллограммах перемещений фунта и фундамента высокочастотных составляющих, проблемы, связанные с эффектом Гиббса, в этом случае несущественны.

Отличие разработанного метода от , традиционных преобразований входного процесса состоит в том. что при спектральном анализе экспери-

-15-

ментальных осциллограмме возникает потребности знать характеристики исследуемого элемента, кроме того, что он линейный, т.е. рассматривается как своеобразный «черный» ящик.

На основании изложенного, преобразование входного процесса линейной системой, содержащей элемент с неопределенными характеристиками, может быть представлено как

у(1) = Ь2[ту{|Н(£)|,25х(ад, где Ь2 - оператор, описывающий охраняемый объект в соответствии с принятыми расчетными и математическими моделями.

Разработанная гибридная модель имеет, по мнению автора, определенные достоинства, связанные с тем, что в полной мере сочетать теоретические методы с информацией, полученной в результате экспериментальных исследований. В общем случае гибридное представление может быть создано для любой системы, содержащей неопределенные элементы, а также для преобразования ка* экспериментальных, так и синтезированных процессов.

В дополнение к изложенному был разработан метод синтетическогс представления входных и выходных процессов в виде сумм конечного количества затухающих синусоид, которые давали, тем не менее, достаточно близкое приближение к реальным процессам.

Решение было получено на условной математической модели I детерминированной постановке, что позволило рассмотреть все представляющие практический интерес явления прямой задачи, когдс синтетический импульс формируется из конечного количестве составляющих с известными параметрами, и обратной, когда по спектр} Фурье определяются параметры синтетического представления. Оценка точности производилась сопоставлением величин параметров, полученны> в результате решения обратной задачи, с исходными. Приемлемая величине погрешности была принята равной ± 20%. что соответствует реально! погрешности натурных экспериментальных измерений.

При формировании синтетического импульса предполагалось:

- все составляющие имеют нулевые вступления и их фазность не влияет на амплитудный спектр,

- все составляющие хорошо отстроены по частоте и не коррелированны,

- количество составляющих не более четырех, что соответствовалс наибольшему числу пиков спектров реальных взрывных воздействий.

Проверка синтетического представления на реальных осциллограмма> показала приемлемость его применения, как в прямой, так и в обратно* задачах для интерпретации экспериментальных данных.

После решения вопроса о выборе расчетной и математической моделей охраняемых объектов и представлении самих взрывных воздействий параметры динамики грунта при взрывах сопоставлялись с параметрам! при эталонном землетрясении по спектрам Фурье, а реакция охраняемы*

- 16-

объектов, представленных гибридными моделями, с аналогичными реакциями ББР -моделей на взрывные воздействия и эталонные землетрясения по спектрам реакциям.

В третьей главе изложены систематизированные и статистически обобщенные результаты экспериментальных исследований движения грунта в динамических полях, генерированных серийными промышленными взрывами, и поведения расположенных в их опасных зонах конструктивно различных охраняемых объектов.

Анализу были подвергнуты измерения, выполненные в 1973-74 годах на трех карьерах, угольном разрезе и двух площадках планирования территории под строительство (табл. 1), которые рассматривались как информационные поля о возможных режимах кинематического возбуждения расположенных в них охраняемых объектов, что позволяло установить как общие для них закономерности, так и различия.

Районы исследований были достаточно разнообразны по режимам проведения БВР, рельефным и грунтовым условиям, что позволило считать их вполне представительными для работ такого рода на Дальнем Востоке.

В результате выявлено следующее.

1. Характер грунтов района является определяющим для положения облака реализаций «смещение несущая частота» по обоим параметрам (рис.2). Для водонасьпценных фунтов разреза ЛУР измеренные смещения группируются в диапазоне частот 2,5-3,0 Гц и имеют наименьшее значение амплитуд перемещений, а для скальных пород м. Астафьева -соответствуют частотам 30-35 Гц и имеют наибольшие перемещения. Облака реализаций для остальных районов занимают промежуточное положение по частоте и перемещениям. Несмотря на достаточно большие дисперсии, закономерность их расположения описывается регрессионным уравнением

^ Я = -1,64+ 0,47 1§РК, где Я. Рк - радиальное перемещение и соответствующая ему несущая частота.

Такая закономерность и ее количественная оценка получены впервые.

Только для районов проведения планировочных работ, для которых характерны жесткие режимы взрывания и максимально возможное приближение точек измерения к центрам взрываемых блоков существует реальная опасность достижение шестибального уровня шкалы МБК-64. Ддя остальных районов она является чисто гипотетической.

2. Для всех динамических полей характерно снижение несущей частоты взрывного импульса с увеличением расстояния между точкой измерения и центром взрыва, которая асимптотически приближается к величине основного тона собственных колебаний грунта по горизонтальной составляющей (рис. 2).

Основные параметры районов исследования

Район проведения БВР Количество взрывов Количество замеров Расстояния измерения, м Бальность по МБК-64 1 Замедление, мс Число групп

Карьер БЩЗ 21 29 495-1370 3,2-6,9 25; 35 2-7

Карьер БОР 26 85 246-1260 2,4-7,0 10; 20.35 5-21

Карьер ШКСИ 99 101 225-1160 1,0-5,2 15: 20 5-26

Разрез ЛУР 35 35 650-6625 <1,0 15;20; 35 1-10

Разборка 17 32 48-498 0,4-8,5 23 3-7

сопки Тахангоу

Планировка 14 25 28-90 3,9-7,3 15 3-5

мыса Астафьева

Рис. 2. Статистическая оценка сочетаний «смещение-частота» динамических полей исследованных районов - 18-

Таблица 1

пшамнческих полей от техногенных взрывов_

Частота, Гц Í С 3 Разрабатываемые породы / геология районов измерения динамических полей

w га ^ »7? 0) Л Ё Я Возвышение района БВР н районом измерении, м

Импульса 1_____ Собствен! грунта 1й Д6 С га

4,4-25,0 3,0-11,1 1,1 +30...+100 Порфириты / насыпные + гравийно-галечниковые (до 8м)

6,3-39,2 3,2-14,0 0,9 +44+140 Рудные скарны / насыпные

3,4-12.2 1,1-8,7 2,7-6,0 0,7-5,0 0,8 21,1 -6..-23 0..-42 галечник, суглинки и пески (до Зм) Граниты \ суглинки (до 8м) Мерзлые суглинки / водона-сыщенные глины, супеси, пески (до 30м)

10,0-38.5 5,7-13,1 0,6 -3..+100 Порфириты / насыпной (до 12м)

23.1-60.0 7,5-18,7 1,0 -2..-13 Гранодиориты / то же

о\ < д 0 V АУР

0

* « ¿V О * ^SU -• 0 — —А

• * . ♦ * • • * * . •

ГЦ

50

< x v ^ 4. X + Тахангоу

s л' и • • \ n x + * J ... J ;ч ^ Г**.

• *. • • . . • • •

10

ао

250 500 7S0

Рис. 3 Изменение частот взрывного импульса с расстоянием R

- - собственные колебания грунта:

--- вынужденные по различным профилям.

R,h

; Это впервые установленное явление свидетельствует о том, что даже такую сложную энергопроводящую среду как грунт, можно рассматривать сак обычную механическую систему со случайными параметрами, в юстности набором частот собственных колебаний. Взрывной импульс, рас- 19 -

пространяясь в верхних слоях грунта, не обладает энергией, необходимой для того, чтобы ввести его в режим вынужденных колебаний в дорезонансной зоне частот. Таким образом, сама физическая основа сейсмических и взрывных импульсов является принципиально различной.

Амплитудные спектры активной фазы взрывных колебаний имеют два выраженных пика - на несущей частоте импульса и частоте, близкой к частоте первого тона собственных колебаний грунта. На близких к взрыву расстояниях наибольшее значение имеет первый пик. По мере удаления от центра взрыва он быстро уменьшается, и преобладающее значение переходит ко второму пику (рис. 4). Эта закономерность принципиально справедлива для всех районов измерения, где расстояния являются

достаточными.

3. Продолжительность активной фазы взрывного импульса для всех обследованных динамических полей не превышает одной секунды и для реализованных расстояний измерений достаточно стабильна. И: общей картины выпадают измерения на разрезе ЛУР, где продолжительность активной 10 20 ГЧ фазы взрывного импульег

Рис. 4 Изменение спектра активной доходила до 21 с, что былс фазы с расстоянием (карьер БОР) результатом близости несуще!

частоты взрывного импульса г. основного тона колебаний водонасыщенного грунта. Аналогичное явление было отмечено и при распространении взрывных импульсов I водонасыщенных грунтах подработанных территорий.

4. Вероятностный характер имеют и другие параметры БВР определяющие формирование взрывного импульса.

Соотношение массы ВВ в ступенях КЗВ и в средней, которую принягс рассматривать как определяющую интенсивность колебаний средь: динамического поля, во всех случаях подчиняется нормальному закон} распределения с достаточно большим разбросом дисперсий для разньи районов проведения взрывов. В сочетании с последовательностьк инициирования ступеней, определяемой чисто технологическим!; соображениями, это приводит к случайному временному режиму поступления энергии в грунт при КЗВ. В значительном диапазоне меняете* и направление отбойки взрываемых блоков.

Существенно более стабильными, по крайней мере, во время проведенш экспериментальных работ, является геометрическое взаиморасположение районов БВР и измерений.

Установленные факты еще раз подтвердили, что физическая природа генерированных взрывами полей имеет существенно вероятностный нестационарный характер и по всем определяющим параметрам отличается от сейсмических полей. Стохастический характер взрывных полей усугубляется также тем, что распространяющиеся в поверхностном слое грунта волны деформаций испытывают случайную интерференцию и дифракцию от случайных рельефных, геологических и гидрологических особенностей трассы их распространения.

Определенные трудности в интерпретацию экспериментальных данных вносит широко распространенное применение «векторной скорости» -условной мажорантной оценки пространственного вектора скорости колебаний грунта по наибольшим несинхронным значениям трех ортогональных составляющих скорости, несмотря на то, что в сейсмостойком строительстве оценка динамики поля производится только по одной горизонтальной составляющей.

В диссертации выполнен анализ динамических полей для перемещений и скоростей по горизонтальным составляющим, их условным комбинациям и истинным мгновенным значениям в горизонтальной плоскости и в пространстве. Он показал, что, если используется одна составляющая или истинные значения кинематического параметра, ансамбли регрессионных линий ^а - ^Япр, где а - анализируемый параметр, для исследованных районов проведения БВР становятся более компактными и пригодными для прогнозирования параметров динамических полей в районах, где экспериментальные исследования не проводились (рис. 5).

V

' с

10

\ 4

\ NN N N Т

\

10

100

К

Рис. 5 Ансамбли регрессионных зависимостей для исследованных районов

--БЩЗ; -х - -ЛУР;

--- БОР; - Тахангоу;

— «- - ШКСИ; -..- - Астафьева

Так как реакция: охраняемого объекта определяется внешнем воздействием анализу были подвергнуты измерения динам ики различных сооружений, проведенные во время полевых работ по измерению динамических полей ог промышлен-

пр

ных взрывов. Это определялось потребностью установить особенности их поведения при взрывах, тем более, что в настоящее время специалистами в области сейсмостойкого строительства высказываются противоречивые представления даже о качественной стороне взаимодействия грунта и охраняемого объекта при сейсмических воздействиях.

- 21 -

Анализ выполнен для 13 промышленных, административных и жилых объектов различного конструктивно-архитектурного типа, конструкции фундаментов и категории грунтов в основании при воздействиях интенсивностью от 1,0 до 7,6 баллов и достаточно стабильном секторе подхода волн деформации (как правило, не большем, чем 10°) при 149 промышленных взрывах.

В результате были установлены некоторые принципиальные качественные и количественные особенности поведения охраняемых объектов, реализующиеся только при взрывных воздействиях, в том числе ряд явлений, теоретического объяснения которым в рамках существующих концепций не удалось получить. Такой анализ был затруднен необходимостью приспосабливаться под режим работы предприятий и сложившиеся технологии проведения БВР, что не позволяло регулировать параметры взрывного поля в интересующих диапазонах.

Это привело к разработке метода моделирования динамического поля экспериментальными взрывами и методики проведения с их помощью динамических калибровок типовых охраняемых объектов.

Таким образом, в результате выполнения полевых экспериментальных работ была накоплена, обобщена и систематизирована информация, которая послужила базой для качественного и количественного решения поставленных задач по оценке поведения охраняемых объектов.

В четвертой главе излагаются методика и обобщенные результаты моделирования динамических полей от промышленных взрывов мгновенными и короткозамедленными взрывами скважинных зарядов и динамических калибровок девяти объектов экспериментальными взрывами.

Метод генерирования динамического с помощью взрывания скважинных зарядов (групп зарядов) в мгновенном и короткозамедленном режиме, защищенный впоследствии авторскими свидетельствами (Ас. 905896 и 1159421), был разработан совместно с Б.А. Пышкиным и Н.Г. Сушковым. Он позволил получить удобный в использовании на практике способ создания импульсных воздействий, с помощью которых исследуемый объект вводился в колебательный режим заданной интенсивности с использованием небольших масс ВВ. В качестве подлежащих регулированию параметров были выбраны: интенсивность, продолжительность активной фазы и преобладающая частота.

Предварительно, на основании экспериментальных измерений было установлено, что при взрывах одиночных зарядов генерируется короткий высокочастотный импульс и низкочастотные колебания, соответствующие основной частоте собственных колебаний грунта, быстро затухающие без внешней энергетической подпитки (рис. 6). При КЗВ группы скважинных зарядов формируется сигнал из серии импульсов, величина которых определяется массой взрываемого в скважине ВВ, а временной интервал -величиной замедления с учетом геометрии взрываемого поля, схемы изме-

-22-

реши и их взаиморасположения. Измерения показали, что путем соответствующего подбора параметров КЗВ можно регулировать продолжительность взрывного сигнала, интенсивность и частоту вплоть до

л

Рис.6 Сейсмограммы мгновенного одно-скважинного (а) и короткозамедленного

(б) взрывов Т). 1] - период и продолжительность импульса:

Т2 - период основного тона колебаний грунта:

)лн деформаций (рис.7).

Анализ показал, что при расположении точки измерения на оси ;рываемых скважин временные интервалы подхода к ней импульсов от юрванных скважин равны для МБ и КЗВ:

- при инициировании взрыва на точку измерения - «сжатии»» йсмовзрывного импульса

= А / v - ц. при ц < Д / v,

Д1 =0 при (д = Д / v,

Д1 = ц - Д / v при ц > Д / v,

- при инициировании взрыва от точки измерения - «растягивании» йсмовзрывного импульса

Д1 = А / V + ц,

. значение Д / V можно рассматривать как критерий, определяющий эактер формирования импульса.

Реальные условия проведения взрывов соответствуют выполнению )авенства (Д / v) «ц, в результате чего во всех случаях определяющей шется величина замедления, критическое значение которой ~ 5 мс.

-23 -

значений, близких к частоте основного тона исследуемого объекта.

Основные качественные и количественные соотношения происходящих при этом процессов были оценены с помощью детерминированной физической модели, в предположении. что все ее характеристики стабильны, скважины располагаются на одной линии на одинаковом расстоянии друг от друга, а деформация грунта происходит в упругой стадии и раздробленные зоны не сказываются на прохождении через них

Аналогичный результат получается и при боковом расположении точк измерения, что позволяет сформулировать два правила генерировани динамического поля.

Правило 1. При геометрически компактных КЗВ в реальных грунта волна от первого взрыва всегда приходит первой.

Правило 2. Чем выше скорость распространения воля в грунте, те. меньше геометрия схемы и порядок взрывания скважин сказываются л последовательности подхода упругих волн к точке измерения.

I

R.

го

N

Рис. 7 Схема формирования взрывного импульса Т - точки измерения динамики

Для экспериментальнс проверки полученных рек мендаций, а также для отве-на вопросы:

- можно ли и в как* степени с помощью К' существенно увеличить пр должительность взрывно сигнала;

- насколько реально peí лирование преобладают частоты;

скважины при МВ и КЗВ

- как влияет масса ВВ отдельной интенсивность взрывного импу льса:

были проведены полевые исследования на специальном полигс (г.Находка, 1976), состоявшем из 41 скважины глубиной 3,5-4,5 м различными расстояниями между рядами скважин и скважин в ряду г двух режимах взрывания:

- односкважинные калибровочные взрывы;

- КВЗ с инициированием на точки измерения и в противоположи направлении с различной массой ВВ в скважинах (рис. 8).

Всего было выполнен!

15

ri

N

Ns

30

Рис. 8 Схема полигона (Находка. 1976) I-врывное поле; 2-охраняемые объекты

МВ и 6 КЗВ.

Частота первого т> собственных колсб;и фунта полигона в горю тальном направлении pas лась в среднем 2,7 второго - 4,4 Гц.

Трехкомпонентные и:: рительные точки распол лись по оси полигонг сбоку с ориентаи горизонтальных сейсмо1 емников по осям взрывы

поля. Дополнительно к этому были проведены измерения .динамики двух близ расположенных производственных, относительно гибких в поперечном и вертикальном направлениях, сооружений, частоты основного тона собственных колебаний которых равнялись соответственно 4,4 и 2,8 Гц., что позволило проверить на практике возможность генерирования в них с помощью КЗВ резонансных колебаний.

В результате анализа полученного материала были сделаны следующие выводы:

1. С помощью скважинных MB и КЗВ можно генерировать упругие деформационные поля высокой интенсивности, вплоть до 6 баллов по шкале MSK-64 (векторная скорость) (рис. 9). \Г. ми

' "у» "

го ю

5

а -I

j. ju = 2&5 1С.

»__^ "-в 1 т —--ц Ii ъ

2. При близких значениях частоты взрывания скважин при КЗВ и частоты основного тона собствен-ных колебаний охраняемых объектов можно ввести последние в режим колебаний близкий к резонансному.

3. Продолжительность активной фазы взрывного

Йрр импульса при КЗВ может быть определена как сумма активной фазы импульса от взрыва одиночной скважины и общего времени инициирования КЗВ, т.е.

ТКзв = Тмв + (М-1)ц.

4. На спектрах Фурье при МВ и КЗВ при замедлении существенно меньшем периода основного тона собственных колебаний грунта отмечено наличие двух пиков: большего на частоте 2 - 5 Гц и меньшего на частоте 2-5 ГЦ, что соответствовало двум низшим тонам собственных колебаний грунта по горизонтальным составляющим и свидетельствовало о высокой способности грунта фильтровать частоты взрывных импульсов.

При проведении КЗВ с замедлением соответствующем частоте между отмеченными пиками последние сливались в один с некоторым смещением в высокочастотную область при «сжатии» и низкочастотную при «растяжении» взрывного импульса.

Нормированные спектры Фурье колебаний грунтов полигона имели большое соответствие с нормированными спектрами Фурье колебания аналогичных грунтов при промышленных взрывах.

-25-

60 ?0 80

Рис. 9 Результаты моделирования динамического поля (Находка, 1976)

4---мгновенные взрывы;

а--- короткозамедленные.

Примечание: указаны диапазоны реализа зации векторных скоростей

4. Измерения динамики контрольных объектов показали, что КЗВ в резонансном для сооружения режиме позволяет возбудить сильные движения его конструкций.

При использовании взрывных импульсов для динамической калибровки определенный интерес представляет изменение колебаний по глубине. Такое исследование, выполненное на экспериментальном полигоне (г.Спасск Дальний, 1989) заглубленными в грунт сейсмоприемниками при 18 мгновенных одно и пятискважинных взрывах, показало, что скорость колебаний уменьшается до 0,25 на глубине 12 м от значений на дневной поверхности (рис. 10). Это свидетельствует о том, что при генерировании динамических полей взрывами в движение приходит сравнительно тонкий слой поверхностный слой энергопроводящей среды. В определенной степени это объясняет и эффект быстрого затухания взрывных импульсов.

0.5

4 *■

(л

СУГМШКи

т <м

г

X

'ИЗВЕСТНЯК

//,//! ! I > ! / / / / / /

Рис. 10 Схема полигона (а) и результаты измерения скорости колебаний

грунта с глубиной (б) 1 - взрываемая скважина; 2- горизонтальные сейсмоприемники; 3 - двухсигмовый доверительный интервал; 11 - глубина; к - длина волны.

Таким образом, натурные исследования подтвердили возможность практического создания динамического поля высокой интенсивности на территории, прилегающей непосредственно к взрывному полю, посредством взрывания скважинных зарядов небольшой мощности и позволили в дальнейшем успешно применить скважинное мгновенное и короткозамедленное вырывание для динамической калибровки охраняемых объектов в различных населенных пунктах Дальнего Востока, девять их которых рассмотрены в настоящей диссертации:

- четыре на грунтах II категории, три из которых (Т1-ТЗ) имели свайный фундамент и одно (Т4) - ленточный на щебеночной подушке толщиной 10 см (пос. Талакан);

- два на грунтах II категории, одно на свайном (С1) и одно (С2) на ленточном фундаментах (г. Спасск Дальний);

-26-

- одно (У1) на грунтах III категории (подработанные, водонасьпценные грунты) на свайном фундаменте (пос. Угловое);

- одно (Л1) на грунтах III категории (водонасьпценные) на свайном фундаменте (пос. Лозовый);

- одно (Б1) на грунтах II категории на фундаментной плите (пос. Береговой).

Основными задачами экспериментальных исследований являлось:

1. Установление характерных особенностей пространственного движения здания в плоскости Y - Z.

2. Проверка линейности зависимости реакций и динамических характеристик объектов от уровня интенсивности сейсмовзрывных воздействий.

3. Качественная и количественная оценка преобразования параметров колебательной энергии при ее распространении от грунта к фундаменту.

4. Получение информации для построение моделей- охраняемых объектов.

При динамических калибровках исследованных объектов динамические поля генерировались взрыванием скважинных зардцов в ряду по фасаду, а измерительные схемы состояли из сейсмоприемников, регистрировавших поперечные горизонтальные (по оси Y) и вертикальные (по оси Z) перемещения конструктивных элементов средней части объектов. Интенсивность колебаний грунта без влияния движения исследуемого объекта определялась по измерениям в трехкомпонентной точке, равноудаленной от линии скважин с точкой измерения на фундаменте (рис. 11).

Всего при динамических калибровках было произведено 89 взрывов, в

результате чего были генерированы динамические поля интенсивностью от 3,3 до 8,6 баллов по шкале MSK-64.

Плотная группировка точек на регрессионных линиях «интенсивность - приведенное расстояние» свидетельствовало о том, что во всех случаях нагружения соблюдался закон геометрического подобия. Такая картина наблюдалась как для продольных, так и для поперечных волн деформаций. Кроме того, была отмечена некоторая тенденция увеличения энергонесущей частоты активной фазы импульса с увеличением мощности взрыва (рис. 13),

-27-

I-I

V

* — ч

. ^.....,

£ ■

II Л, '<

Рис. 11 Типовая схема динамической калибровки 1 - точки измерения; 2 - взрывные скважины

а при равной интенсивности - в зависимости от физико-механических характеристик среды.

* • • 1

* f L • А

Ю

50

Рис. 12 Зависимость интенсивности колебаний грунта от приведенного расстояния

• -Т 1;

Гц 18 14

4- -Т2; А. -ТЗ; * -Т4

Анализ осциллограмм движения грунта, фундамента и покрытия объектов выявил некоторые закономерности, общие для всех объектов.

1. Продолжительность активной фазы колебаний грунта во всех случаях была в среднем около 0,15 сек с частотой, зависящей от

Rnp категории грунтов района исследований. Для грунтов И категории она лежала в диапазоне 10-20 Гц, III категории - 6-10 Гц. продолжительность активной фазы колебаний фундамента составляла 0,3-0,4 с и покрытия - 1,5-2,0 с.

2. В начальный момент е конструкциях объектов возбуждались колебания с частотой 46-100 Гц, которые существовали в течение 0,3-0,4 сек и соответствовали частотам собственных колебаний отдельных панелей стен н перекрытий.

3. Во всех случаях траектории движения грунта имели форму эллипса, ориентированного большой осью на центр взрыва с примерно постоянным соотношением осей в период всего времени колебаний.

Качественный характер траекторий движения фундамента и покрытия всегда существенно зависел от угла на центр взрываемой группы скважин.

Эллипсоподобные траектории движения фундамента в начальный период фазы активных колебаний всегда ориентировались на центр взрыва, затем перемещения становились соизмеримыми в обоих направлениях и

-28-

10

* 4 • 4 * *

0 . * 1 • •••• • Л ' о >

5 5 ?

Рис. 13 Влияние категории грунта на интенсивность взрывов и несущую частоту »+ - суглинки (Талакан. Спасск Дальний);

А - подработанные и водонасьпценные (Угловое);

О - водонасьпценные суглинки (Лозовый); £ - дресва (Береговой)

AM

заканчивались по уменьшающейся эллиптической траектории, большая ось которой была ориентирована поперек объекта.

При фронтальном подходе деформационной волны траектория движения покрытия на всех этапах была ориентирована большой осью поперек объекта. При косом подходе волны, эллиптические траектории движения покрытия ориентировались на центр взрыва, хотя разница в соотношении их осей была существенно меньшей, чем при фронтальном подходе взрывного импульса. Затем траектория вырождалась практически в круговую и в заключительной фазе колебаний становилась снова эллиптической, ориентированной большой осью поперек объекта.

Установленное позволяло рассматривать фундамент как элемент, соединяющий собственно объект с энергонесущей средой, что и определяло промежуточный характер его движения на всех этапах. Сам объект при любых вариантах натружения склонен совершать колебания предпочтительно в поперечном направлении, которые корректируются движением фундамента особенно значительно при косом подходе волн.

Рассматривая исследуемые объекты как линейные системы, в результате спектрального анализа экспериментальных осциллограмм были получены статистических оценки частоты и формы основного гона свободных колебаний объектов. Благоприятным обстоятельством при этом оказалось практическое отсутствие шумов, что позволило не определять когерентность и фазовый угол между выходными процессами в разных точках измерения.

Спектральный анализ активной фазы колебаний не дает возможности определить частоту и форму колебаний основного тона, поскольку внешний вид спектров в этом случае определяется частотами внешнего воздействия и вынужденных колебаний. В связи с этим, такие определения были выполнены по «хвостовой» части осциллограмм, т.к. пики спектра соответствующие другим тонам в этом случае невелики и «размыты» по частоте.

В результате было установлено:

1. Уменьшение перемещений при переходе от грунта к фундаменту в наибольшей степени происходит при наличии в основании щебеночной подушки, в наименьшей - при свайном фундаменте.

2. При одинаковом типе фундамента для более слабых грунтов в основании гашение колебаний выше.

3. Форму упругих линий первого тона свидетельствует о преимущественной роли изгибных деформаций во всех исследованных ситуациях.

4. Наибольшие относительные деформации, а, следовательно, и уровни возникающих при этом напряжений в несущих элементах имеют место у объектов, расположенных на слабых гру нтах, наименьшие - у объектов с подфундаментной щебеночной подушкой.

-29-

Дни,-шика объектов при взрывных воздействиях имеет достаточно специфический характер.

- В течение активной фазы объект возбуждается кинематически горизонтальными поступательными движениями грунта, т.е. за счет внешней энергии.

- Следующие за этим свободные синфазные колебания происходят за счет сил инерции, генерированных в активной фазе, и определяются упругими и диссипативными свойствами конструктивных элементов объекта и грунта в его основании. На этой стадии взрывной импульс уже прошел и грунт можно рассматривать как энергетически ненасыщенную упругую среду.

Таким образом, в активной фазе в формировании поступательных движений объекта участвуют составляющие от поступательного перемещения фундамента, качания объекта на упругом основании как единого целого и изгибно-сдвиговых деформаций

Y,(t) = Yo(t) + YKl(l) + YA(t), а в режиме свободных колебаний только первые две.

Анализ экспериментальных данных показывает, что и в активной фазе колебаний роль движения грунта в основании исследуемых объектов в формировании их качаний невелика. Действительно, поступательные и вертикальные перемещения грунта в основании здания независимы, т. к. соответствуют разным типам поверхностных волн, распространяющихся с разными скоростями. В связи с этим продольная волна сжатия-растяжения вызвать перемещения, ортогональные по отношению к направлению своего распространения непосредственно не может, а поверхностные волны Релея несоизмеримо велики по отношению к поперечным размерам объектов

12 м) и возбудить их качание за счет градиента амплитуды на их ширине не м о l'y т. Следовательно, и в период активной фазы качание объекта определяется, в основном, развившимися в не силами инерции.

Установленное дает возможность определить соотношение составляющих поступательного перемещения объекта раздельно по активной фазе и свободным колебаниям. Учитывая, что первая является типичным переходным процессом, а вторая - достаточно синфазным затухающим режимом, для активной фазы были применены методы спектрального анализа, а в режиме свободных колебаний искомые параметры определялись детерминировано по нескольким наибольшим размахам с последующей статистической обработкой.

Поскольку на любом i-ом уровне объекта величина [YKl(t) + Y^(t)] является разницей непосредственно экспериментально измеренных значений Y;(t) и перемещений фундамента Y0(t), деформационная составляющая определяется как разность [YKl(0 + Yд1(t)] и перемещений от качания. Последняя оценивалась по осциллограммам второй фазы колебаний для различных интенсивностей внешнего воздействия путем

- 30 -

сопоставления вертикальных перемещений в точках, разнесенных по ширине объекта.

Корреляционный анализ полученных числовых массивов не установил их зависимости от интенсивности колебаний грунта, что подтвердило справедливость предположения о линейности рассматриваемых объектов.

Анализ результатов обработки экспериментальных измерений позволил сделать следующие выводы (табл.3).

1.Спектральные оценки величин соотношений составляющих и выполненные по дискретизированным осциллограмм незначительно, отличаются друг от друга.

2. Все исследованные здания в рассмотренном диапазоне интенсивностей динамических воздействий (до 8,6 баллов по шкале МБК-64) ведут себя как линейные динамические системы.

3. Чем жестче грунт в основании, тем меньше расхождения в поступательных перемещениях грунта и фундамента.

4. Чем жестче соединение фундамента с грунтом, тем выше роль деформационных перемещений и меньше от качания здания.

5. На слабых грунтах (подработанные территории, водонасыщенные грунты и т.п.) определяющей составляющей является перемещение от качания.

Таблица 2

Оценки соотношений составляющих перемещений_

Индекс объекта Режим свободных Активная фаза вынужденных колебаний

колебаний

У/У, Уо/У5 . Ук5/У5 Уд5/У5

Т1 0.29 0,78 0,23 0,28 0.49

Т2 0.27 0,80 0,21 0,25 0,54

ТЗ 0.28 0,88 0,19 0,24 0.57

Т4 0.48 0.43 0,37 0,50 0,17

С1 0.3 1 0.82 0,21 0,30 0.49

С2 0.38 0,54 0,23 0,36 0.41

У1 0.53 0,75 0,13 0.51 0,36

Л1 0.40 0,40 0,09 0,45 0.46

Б1 0.18 0,71 0,74 0,12 0.64

Близкие величины частот основного тона и коэффициента затухания, определенного по спектрам выходных процессов методом половинной энергии, дали в дальнейшем возможность представить все исследованные объекты единой моделью со средними значениями динамических характеристик Г!; = 6.2 Гц, £ = 0,05.

Обобщенный анализ частот основного тона исследованных объектов,

- 31 -

грунта и энергонесущих частот взрывных импульсов показывает важность учета их соотношения с целью отстройки еще на стадии решения вопроса о выборе конструктивного типа объекта и размещения его на конкретных грунтах в динамических полях промышленных взрывов, сохраняя необходимую дистанцию от частот, как взрывных воздействий, так и возможных для данного района зехмлетрясений (рис. 14).

В связи с вводом в действие новых схем сейсмического районирования территории России произошло существенное повышение нормативного уровня сейсмической активности территорий Дальнего Востока (в том числе континентального шельфа) в связи с чем в ближайшее время остро встанет вопрос о сбалансированной надежности комплексов объектов, особенно прибрежной и береговой полос, находящихся в различном техническом состоянии

расположенных в опасных зонах, генерированных взрывами динамических полей.

Выполненные экспериментальные исследования, результаты их обработки и анализа послужили основой для оценки изменения колебательной энергии при переходе ее от фунта к охраняемому объекту.

Поскольку охраняемый объект при взрывных воздействиях рассматривается как линейная система с постоянными параметрами, можно считать, что ей присуще сохранение частотной структуры сигналов и свойства аддитивности и однородности. При таком предположении каждая составляющая входного сигнала, проходя через линейную систему, будет сохранять свою частоту, меняя только амплитуду в соответствии с видом передаточной функции, которая для конкретной системы имеет стабильный вид вне зависимости от характера внешнего воздействия. Следовательно, если на входе и выходе какого либо элемента линейной системы (зоны контакта энергопроводящей среды с фундаментом исследуемого объекта) имеются экспериментально измеренные процессы, то их соотношение можно оценить как

Ф^) = |Н(0|ф=5;Р(0/5фР(0, -32 -

Б1 С2

СI Т4 ТЪ

Т2 Т1 М У1

5 »0 15 Г^

Рис 14 Соотношение частот собственных колебаний исследованных объектов и несущей частоты взрывного импульса

---объекты;--тпудъс.

где БРфф, БРг(а) - спектры Фурье колебаний фундамента и фунта.

В соответствии с изложенной во второй главе диссертации методикой, функция сроф (рис. 14) для зон контакта строились как почастотные соотношения соответствующих спектров перемещений активных фаз вынужденных колебаний.

Ч\>(0

А

ъ

г

i

О 5 Ю IS 20 Гц

Рис. 15 Функция фо(0 для различных исследованных объектов

Грунты II категории:--Т1-ТЗ, С1: — х--С2

----Б1; —,--Т4.

Грунты III категории: — хх — - У1; — • ---Л1.

Примечание: на врезке указаны пределы изменения совокупности <p0(f)

При расчете спектров оцифровка осциллофамм производилась с одинаковым временным шагом квантирования равным 0,02 сек, что соответствует частоте Найквиста 25 Гц, являющейся верхней фаницей анализируемого диапазона частот, Поскольку активная фаза взрывных импульсов имеет очень небольшую продолжительность, дач обеспечения удовлетворительной разрешающей способности, полученные оцифровки повторялись до получения временного ряда необходимого размера, что вполне допустимо, поскольку спектр не имеет временного характера. Таким образом, разрешающая способность спектра доводилась до ~ 0,8 Гц, а частоты составляющих выше 25 Гц сворачивались в диапазон 0,8-25 Гц, где смешивались с более низкими. Как показывает опыт обработки эксперимен-

-33-

тальных данных и анализ современной научно-технической литературы, для взрывных воздействий спектр в частотном диапазоне 0,8-25 Гц является вполне репрезентативным.

Спектры для грунта и фундамента во всех случаях имели более или менее выраженные следующие отличительные особенности.

1. Широкополосные перемещения фунта наибольшие значения имели в районе энергонесущих частот взрывных импульсов (10-17 Гц для фунтов II и 6-10 Гц для фунтов III категорий).

2. Спеетры перемещений фундаментов имели два пика: наибольший на частоте близкой к частоте основного тона свободных колебаний объектов (к 4-8 Гц) и значительно меньший по величине на частоте, соответствовавшей максимуму перемещений фунта.

3. Во всех случаях наибольшие значения спегаров перемещений фундаментов в 1,5-2,5 раза меньше наибольших значений спектров перемещений грунта.

4. На частотах собственных колебаний исследованных объектов величины спектров перемещений фундаментов в 2,1-4,2 раза превосходят величины спектров перемещений фунта.

5. На энергонесущих частотах взрывного импульса ординаты спеетров перемещений фундаментов составляют 0,1-0.,2 от ординаты спектров перемещений грунта.

Во всех случаях нафужений построение функций cp0(f) производилось путем обработки по методу наименьших квадратов дискретных значений фо(0 для каждой расчетной частоты. В результате были получены почастотные оценки математических ожиданий и дисперсий. Какой либо зависимости (pc>(f) от интенсивности взрывных воздействий и углов подхода волн деформаций установлено не было.

На всех фафиках фо(0 имеется только одно явно выраженное пиковое значение, «плавающее» для разных объектов в диапазоне частот 4-8 Гц (диапазон частот основного тона собственных колебаний объектов). В высокочастотную зону значения cp0(f) быстро убывают. В диапазоне 13-17 Гц во всех случаях имеется небольшой по величине, но вполне заметный пик (диапазон энергонесущих частот взрывного импульса). В низкочастотную зону уменьшение фи(Г) выражено значительно слабее.

Оценка влияния категории фунтов и конструкции фундаментов на величину <p0(f) можно путем сопоставления пиковых значений q>0(f) в двух вариантах.

В первом случае (комплексный метод) это производится введением двух условно независимых коэффициентов, один из которых учитывал влияние только фунтовых условий, а второй - конструктивное выполнение фундаментов. В этом варианте, в зависимости от трассы движения от базового варианта к рассматриваемое через промежуточные

j , « „ Фптах =(.ll КМ)КЦ( || K2i)q>

о max > >

i=I i=j

ic ф0 max, фп max - пиковые значения q>(F) для базового здания и осматриваемого соответственно;

и - индекс рассматриваемого здания;

K)j - коэффициент, учитывающий переход от грунта одной категории другой для j - ого варианта конструкций фундаментов;

К 2;. K2j - коэффициенты, учитывающие переход от одного онструктивного типа фундаментов к другом)' при грунтах одной атегории.

Сложность использования этого варианта состоит в отсутствии гарантии татистической устойчивости значений одного из коэффициентов при зменеиии другого, особенно при сложных трассах перехода от базового арианта к рассматриваемому.

Учитывая это, а также обоснованную критику в адрес комплексного 1етода и небольшой размер выборок для объектов (кроме Т1-Т4), второй ¡ариант оценки влияний грунтовых условий и конструкций фундаментов ¡ыл выполнен прямым сопоставлением пиковых значений «осматриваемого объекта и базового, как

Фп max = Кп Фоmax •

Численные оценки значений коэффициентов позволяют сделать ;ледующие выводы.

1. На частотах, соответствующих основному тону колебании самих объектов происходит резкое увеличение амплитуд выходного спектра, в наибольшей мере это наблюдается у зданий со свайными фундаментами (4,2 - 3,4), в наименьшей - у зданий на ленточных фундаментах со щебеночной подушкой (2.1). ленточные фундаменты и фундаментные плиты занимают промежуточное положение (2,5 - 3,0).

По видимому во всех ситуациях свайные фундаменты, консолидируя грунтовое основание зданий, способствуют более полному перехода в него колебательной энергии из фунта. В то же время, наличие щебеночных поду шек оказывает противоположный эффект.

2. При одинаковой конструкции фундаментов, для зданий на фунтах И и III категорий степень гашения колебательной энергии при переходе ее с фунта на фундамент примерно одинаковое (табл. 3).

3. Значение функции <pu(f) при переходе от фунтов II категории к фунтам III категории для свайных и ленточных фундаментов примерно одинаковы и равны, в среднем, 0,82.

Результаты, полученные в этой главе диссертации послужили основой для задания численных оценок параметрам экспериментальных модулей гибридных моделей.

ТаблицаЗ

Влияние конструкции фундаментов и категории грунтов на функцию Ф„(0_

Тип фундамента Комплексный вариант Прямой вариант

Учет фунтовых условии (переход от фунтов II категории к фунтам III категории) Учет конструкции фундаментов Грунты II категории Грунты III категории

Грунты II категории | Грунты III категории

Свайный 0,81 1,00 1,00 1.00 0,81

Ленточный 0,84 0,60 0,63 0.60 0,50

Фундаментн — 0,71 — 0.71 —

плита

Ленточный — 0,50 — 0.50 —

+ щебень

В пятой главе по спектрам Фурье производится сопоставление интенсивностей исследованных динамических полей с генерированными £ грунтах различной категории эталонным шестибальным землетрясением, г по спектрам реакциям - напряженно-деформированного состоянш гибридных моделей охраняемых объектов обследованного типа I стандартных БЭР-моделен от взрывных воздействий и эталонногс землетрясения. Приводятся рекомендации по методике полевы> экспериментальных измерений динамики полей и охраняемых объектов

В основу сравнительного анализа был положен двойной подход который преду сматривал выполнение двух правил:

Правило 3. Интенсивность динамических полей, генерированные взрывами и землетрясениями можно полагать одинаковой, есл1 наибольшие значения спектров Фурье обоих полей равны.

Правило 4. Динамические поля в грунте от взрывов и землетрясенш можно рассматривать для охраняемого сооружения раеноопасными, ест его спектры реакции его расчетной модели в обоих случаях равны.

В качестве эталонного землетрясения были условно приняты оцифровю землетрясения интенсивностью 5,5-6,0 баллов для грунтов I, II и 1Г категорий района Петропавловска Камчатского (17.08.83) (данные С.Н. \ М.В Федяковых). В качестве представителей динамических полей от взрывов для каждого исследованного района были приняты ансамбл* осциллограмм, для каждого из которых значения интенсивностей лежали I диапазоне (1т.„ - 0.25) балла с применением методов анализа малых выбо-

рок. Такой подход предотвращал перемещение облака реализаций и соответствующих ему статистических оценок в сторону малой интенсивности, что было бы неизбежно при использовании всего набора осциллограмм, значительная часть которых была получена в точках достаточно удаленных от центров взрывов.

Сравнение интенсивности полей проведено по спектрам Фурье перемещений, как параметра, определяющего кинематическое возбуждение колебаний систем, а динамики моделей - по спектрам реакциям скоростей БЯуСГ), которые, в связи с простым соотношением

БЯоф = со1 БЛуФ = ш'2 БЯаСО, позволяют на одном графике дать комплексное представление о том, какой величины может достигать реакция модели по перемещению (В), скорости (V) и ускорению (А).

Спектры обоих типов в районах максимумов аппроксимировались степенными полиномами и для этих районов определялись среднеквадратичные отклонения.

Сопоставляемые величины, распределение которых в любом частотном диапазоне считалось нормальным, рассматривались как независимые. Учитывая, что землетрясение в нормативно несейсмических районах является чисто гипотетическим событием, они рассматриваются в диссертации как некоторая условная граница, которую, в принципе можно задать директивно. В связи с этим, при сравнении за сопоставляемые величины для спектров Фурье динамических полей принимались наибольшие значения, и численная оценка удаленности спектров друг от друга оценивалась коэффициентом запаса

К, = [БРЕгЛО™* - Ае ИБРВвФп« + Ав]. где ЗРЕиО),,,;,,. 5РВ0(Г)тах - среднеарифметические оценки спектров Фурье эталонного землетрясения и взрыва, соответствующие их максимумам;

ДЕ. Др - доверительные интерваты спектров Фурье в районе их максимумов.

Сопоставление спектров реакций производилось по двум параметрам: скорости и перемещению, что позволило получить наиболее полную оценку реакции моделей на внешние воздействия и получить представление о соотношении уровней их напряженно-деформированного состояния на основании следующего правила:

Правило 5. Равные перемещения моделей соответствуют равным уровням напряженно-деформированных состояний независимо от того на какой частоте они реализованы.

Выполнение этого правила учитывает, что напряженно-деформированное состояние модели определяется величиной реакции, независимо от того, в результате чего она возникла.

Для спектров реакций землетрясений, как и для спектров Фурье, за сопоставляемые величины брались их наибольшие значения, а для спектров

-37-

реакций гибридных и SDF - моделей - величины на фиксированной частоте, соответствовавшей среднеарифметической частоте обследованных объектов при аналогичном коэффициенте затухания (f0 = 6,2 Гц, t = 0,05).

Значения коэффициентов запаса определялись:

■• для скоростей K2V = [SREv(f)MAx - AEV]/[SRBv(f)max + AI!V],

• для перемещений K2D = [SREd(0max - AED]/[SRBD(f)max + Abd], где SREv(f)M/kx, SREd(0max - среднеарифметические оценки спектров реакций SDF - моделей от эталонного землетрясения, соответствующие максимумам по скоростям и перемещениям;

SRBv(0max, SRBd(0max - среднеарифметические оценки спектроЕ реакций моделей на частоте собственных колебаний охраняемых объектов;

Aev- Aed, Abv, Abd - доверительные интервалы спектров реакций моделей (гибридных и SDF) от эталонного землетрясения и взрывов.

Таким образом, выполнение первого правила обеспечивало равенстве интенсивностей сопоставляемых динамических полей, а третьего -напряженно-деформированных состояний расположенных в этих поля) охраняемых объектов.

1. Спектры Фурье эталонного землетрясения для фунтов всех категории (рис. 16) имеют наибольшие значения в области низких частот (0,8 - 1,5: Гц), в то время как для динамических полей от взрывов частота ю наибольших значений коррелируется с частотой разрабатываемых поро; исследованных районов и лежит в диапазоне от 1,8 Гц для угольноп разреза ЛУР до 20 Гц для скальных пород мыса Астафьева.

2. Спектры Фурье для высокочастотной области резко уменьшаются ш величине. Для: динамических полей от взрывов картина обратная - по мер< увеличения несущей частоты импульсов (увеличения крепостс разрабатываемых пород) значения спектров возрастают и при « до П сравниваются

3. Частота основного тона собственных колебаний охраняемых объекто] с ростом их этажности уменьшается, что делает землефясения наиболе» опасными для этой группы объектов.

4. Коэффициенты К) даже для двухеигмовых доверительных интервало] для самых жестких ситуаций не уменьшаются меньше 8, а для мягки; условий проведения взрывных работ (Угольный разрез ЛУР) достигаю' величины 4460.

5. Поскольку спектры Фурье лишены временного характера, они лаю только сопоставительную оценку реакции фунта как сложно) динамической системы на взрывные воздействия и землефясения и м могут дать ответа на основной вопрос, который интересует прикладников какова будет реакция конкретного охраняемого объекта, зависящая о сочетания интенсивности и продолжительности воздействия.

Ответ на него может дать только сопоставление спектров реакций.

Если для SDF - модели смещение основания x(t) рассмафивать как

- 38 -

з I i-a I

s I

i 3

га -13

Рис. 16 Амплитудные спектры Фурье грунтов I, II и III категории для эталонного землетрясения и грунтов исследованных районов взрывов грунты 1 категории; '

■ данные автора-,

U - литературные данные.

--- грунты II категории; £

— ---грунты III категории.

Примечания: I. на врезке «1» дана общая закономерность изменения 8РЕг) и 8РВс> с частотой;

2. на врезке «2» - спектры Фурье перемещений, скоростей и ускорений, рассчитанные по одной осциллограмме;

3. в нижней части рисунка приведены диапазоны частот собственных колебаний объектов указанной этажности;

4. для взрывов даны доверительные 95% интервалы.

- 39 -

входной процесс, а смещение массы y(t) как выходной (рис. 5.4а), то уравнение движения массы относительно основания

z(t) = y(t)-x(t)

определяется уравнением

mz(t) + cz(t) + kz(t) = - mx(t) = P(t(t) а расчетной модели, с учетом разницы в перемещении грунта и основания модели A(t) уравнениями

mz(t) + cz(t) + kz(tO = - m [x(t) + û (t)] = Çu(t), x(t) + Л (t) = - c0 À (t) +koù(t) sgn{ A (t)} , где Со, ko, po являются параметрами собственно переходной зоны, не имеющей массы, и на данный момент не имеют достоверных количественных оценок.

В принципе возможны три типа связи A(t) и x(t):

A(t) = 0, A(t) = f{x(t)}, A(t) = -x(t).

Первый вариант соответствует абсолютно жесткой заделке (SDF -модели), третий - полной изоляции системы от грунта, второй - является промежуточным вариантом, при котором характер колебаний системы зависит от типа функциональной связи между A(t) и x(t).

Замена расчетной модели гибридной избавляет от необходимости самостоятельного определения коэффициентов переходной зоны.

Гибридную модель, в принципе, можно рассматривать как обычный линейный осциллятор, у которого реальный входной процесс x(t) откорректирован, с учетом экспериментально определенной трансформации колебательной энергии, как это было изложено во второй главе диссертации. Учитывая это, построение скоростных спектров реакций (рис. 17) было проведено с использованием классической свертки интегралом Дюамеля по алгоритму Клафа-Пензенена.

Результаты расчетов и последующих сопоставительных оценок показали следующее,

1. При эталонном землетрясении среднеарифметические оценки максимумов скоростных спектров реакций SDF - модели для грунтов I, II и III категорий соотносятся как 1:1,6:3,8. В частотном диапазоне первого тона собственных колебаний обследованных объектов это соотношение определяется рядом 1:1,8:3,4. Это позволяет считать, что в частотном диапазон® 1,4 - 7,2 Гц соблюдается линейность соотношений. Аналогичная закономерность прослеживается и для спектров реакций перемещений.

2. Для SDF - моделей при взрывных воздействиях и эталонном землетрясении минимальный коэффициент запаса для скорости по среднеарифметическим оценкам равен 4.2. по перемещениям 16,5. При двухсигмовом доверительном интервале эти значения уменьшаются соответственно до 1,3 и 3,6.

3. Для гибридных моделей на грунтах соответствующей им категорий,

-40 -

как по скорости, так и по перемещениям при взрывных воздействиях динамика существенно ниже, чем у SDF - моделей при эталонных землетрясениях.

Минимальный коэффициент запаса по скорости для грунтов I категории равен 6,2 (средний 12,4), для грунтов И категории - 8,5 (средний 16,6), для фунтов III категории -9,0 (средний 12,3). По перемещениям эти значения соответственно равны: для I категории - 34,3 и 67,4, для II категории - 40,0 и 78,4 и для III категории - 36,0 и 54,5.

Особое положение занимает угольный разрез ЛУР.

SRv

ем с

10

Tpvhi WKATeropuvA БЦЗ

V- >< л ■■

/ V * 4- к* У\

0 X / к/

Sfiv

СИ

с

10

ГРУШ \ЫлтЕгории bJKCU

/ \ Хч / XJ

* 9

/N +

Рис. 17 Сравнение спектров реакций гибридных и БОР - моделей при эталонном землетрясении и взрывах

О

о

А

- осредненная SDF - модель: + - С1

-Т1-ТЗ; # -С2

-Т4; ▼ -У1

-41 -

я

X

- Л1: -Б1.

4. Сопоставление параметров спектров реакций для БЭР - моделей ( гибридными дает следующие наименьшие коэффициенты запаса:

- по скорости для грунтов I категории 1,3, для II категории - 1,5 и для II категории -2,1, а для перемещений соответственно - 1,6; 2,1 и 2,0.

5. Наиболее эффективным с точки зрения гашения динамически? процессов, а следовательно и уровня напряженно - деформированной состояния, являются фундаменты со щебеночными подушками. В то ж< время действие длительных, хотя и менее интенсивных взрывны; воздействий (угольный разрез ЛУР) приводит в равных условиях ] снижению коэффициента запаса.

Таблица -

Зависимость коэффициента запаса при взрывных воздействиях от

конструкции фундамента и категории грунтов

Тип Грунты II Грунты III категории

фундамента категории Карьеры Угольный разрез

Свайный 1,7/2,2 2,1/2,0 1,3/1,4

Ленточный 3,6/3,7 3,7/3,7 1,4/1,9

Фундаменгна 3,0/3,7 — —

я плита

Ленточный + 4.3/4,6 — —

щебень

Примечание: в числителе приведен коэффициент запаса по скорости.

в знаменателе - по перемещению; дано отношение гибридных моделей к БОР -моделям.

На основании выполненных исследований разработаны рекомендацш по методике проведения экспериментальных измерений динамики полей 1 при определении размеров опасных зон, ориентированные, в отличие о существующей методики, на обеспечение допустимого уровня динамик] охраняемых сооружений, состоящие из последовательного выполнени следующих операций:

- измерения взрывных импульсов по профилям на основные охраняемы объекты;

- измерения динамики охраняемых объектов и построения для ни: функций фо(0. если нет типовых для объектов аналогов;

- определение по гибридным моделям для исследуемых профиле] расстояния до зоны проведения взрывных работ, на которых при приняты: (нормативных) коэффициентах запаса динамика охраняемого объекта представленного гибридной моделью, достигнет допустимого значени (заданного или нормативного);

- построение по исследованным профилям периметра опасной зоны пр] заданном (нормативном) уровне риска.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

В результате проведенных экспериментальных и теоретических сследований установлены следующие научные факты и закономерности гохастических динамических полей, генерированных в грунте взрывами, и сведения расположенных в mix охраняемых объектов.

1. Обобщены и систематизированы результаты экспериментальных сследований динамики генерированных техногенными взрывами в грунте олей, выявлена связь параметров, определяющих формирование взрывного мпульса с физическими характеристиками энергопроводящей среды и еометрии поля.

Характер грунтов района проведения взрывных работ является пределяющим для положения облака экспериментальных реализаций смещение-частота» по обоим параметрам. Для слабых грунтов центры еализаций группируются в диапазоне частот 2,5 - 3 .0 Гц и имеют аименъшие значения перемещений, для скальных пород - соответствуют астоте 30 - 35 Гц it имеют наибольшие перемещения. Установлена орреляционная связь закономерности их расположения.

Несущая частота взрывных импульсов с увеличением расстояния между ентром взрыва и точкой измерения асимптотически уменьшается до астоты основного тона собственных колебаний грунта по закону, пределяемому профилем измерения.

В амплитудных спектрах активной фазы колебаний имеется два явно ыраженных пика: частоте основного тона собственных колебаний грунта и а несущей частоте взрывного импульса. На близких расстояниях второй ик является основным, по мере удаления он уменьшается по величине и реобладающим становится первый.

Продолжительность активной фазы взрывного импульса, как правило, не ревышает одной секунды. В аномальных ситуациях для слабых грунтов, огда частота импульса близка к частоте основного тона колебаний роводящей среды, продолжительность может увеличиваться до 20 с.

Установлены особенности поведения в динамических полях реальных храняемых объектов различного конструктивного типа и назначения.

2. Впервые разработана и апробирована на специальных полигонах [етодика генерирования динамического поля до 7 баллов по шкале iSK -64 мгновенными и короткозамедленными скважинными зарядами :алой мощности.

Экспериментально установлена возможность использования азработанной методики для создания в охраняемых объектах резонансных олебаний и моделирования промышленных взрывов при динамических алибровках охраняемых объектов.

3. Разработана методика динамической калибровки охраняемых бъектов экспериментальными взрывами. В результате ее применения на еальных объектах получены:

-оценка зависимости пространственного движения охраняемых объекте от направления подхода взрывного импульса. Соответствуя ему в начально фазе, оно всегда заканчивается преобладанием перемещений в поперечно по отношению к объекту направлении.

- численные оценки влияния конструктивного оформления фундаменте и категории грунтов в основании на преобразование колебательной энерги при ее переходе с грунта на фундамент.

4. Разработана методика сопоставления колебательных процессов ъ грунте и фундаменте, в результате применения которой к результата динамических калибровок впервые получены типовые амплитуде частотные характеристики (функции %(f)) зоны перехода «грун-фундамент» для однотипных объектов с различными фундаментами грунтами в основании.

5. Впервые создана гибридная модель охраняемого сооружения, которой кинематическое возмущение задается внешним импульсо} инвертированным из спектра реального взрывного воздействия пос; корректировки его спектра функцией <p0(f). Разработана методш построения синтетического взрывного импульса по заданному спектру виде конечной суммы затухающих синусоид.

5. В результате численного сопоставительного анализа спекгров Фурз динамических полей, генерированных техногенными взрывам представленных набором реальных осциллограмм перемещений, эталонным шестибальным землетрясением, с использованием специалы разработанной методики, определены качественные и количественнь несоответствия, подтверждающие их существенно различный физически характер. Установлено, что коэффициент запаса по перемещениям до исследованных ситуаций не становится меньше, чем 8.

6. Разработана методика численного сопоставительного анали: спектров реакций гибридных моделей, представляющих исследованный ti охраняемых моделей, и SDF - моделей на шестибальные эталоннь землетрясения и наборы реальных осциллограмм для обследованнь районов проведения взрывных работ, в результате применения которс впервые получена оценка коэффициентов запаса для исследованнь объектов с учетом конструкции фундамента и категории грунта в основаш для нормальных и аномальных условий состояния энергопроводящей сред района выполнения взрывных работ.

Минимальные коэффициенты запаса для гибридных моделей щ взрывных воздействиях по отношению к SDF - моделям при эталонно шестибальном землетрясении равны:

- по скорости для грунтов I категории 6,2, II - 8,5, III - 9,0;

- по перемещению соответственно 34,3; 40,0 и 36.0.

Минимальные коэффициенты запаса для гибридных моделей i

отношению к SDF - моделям при взрывных воздействиях равны:

-44-

-по скорости для грунтов I категории 1,3, II - 1,5, III - 2,1;

- по перемещению соответственно 1,6; 2,1 и 2.0.

7. На основании полученных данных разработаны рекомендации по гетодике проведения экспериментальных исследований определения азмеров опасной зоны, основанные на заданных допустимом уровне инамики гибридных моделей, представляющих охраняемые объекты, и иска.

8. Полученные экспериментальные материалы и результаты их анализа ают основание считать, что исследование поведения охраняемых объектов динамических стохастических полях, генерированных взрывами в водной, оздуигной, грунтовой средах и их комбинациях с использованием пектральных и корреляционных методов анализа и интерпретации кспериментальньгх данных является новым направлением в теории кспериментальной динамики сооружений.

9. Экспериментально установлен ряд феноменов в динамике сооружений ри импульсных кинематических воздействиях, которые не укладываются в уществующие концепции теоретической динамики сооружений и могут ослужить информационной основой для ее дальнейшего развития, [амечен ряд перспективных направлений экспериментальных сследований и проблем анализа и теоретической интерпретации их езультатов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В ЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ.

1. Борисов Е.К. Влияние режима движения на вибрацию надстроек // "руды I Дальневосточной акустической конференции. - Владивосток, 1974.

2 Борисов Е.К., Васюков А.И., Горюнов В Н., Дубницкий В.З. Влияние араметров короткозамедленного взрыва на суммарный волновой эффект // руды II Дальневосточной акустической конференции. - Владивосток, 978.

3. Борисов Е.К. О причинах появления повышенной вибрации судовых адстроек // Краткое содержание докладов конференции ДВ НТО ПП Технические и технологические процессы». - Владивосток, 1974.

4. Борисов Е.К. Методика испытаний общей и местной вибрации удовых конструкций // Техническая информация ДВ ЦНТИ № 98-74. -Владивосток, 1974.

5. Борисов Е.К., Чернышев С.И. Результаты измерения ходовой ибрации корпуса судна // Техническая информация ДВ ЦНТИ № 67-76. -Владивосток, 1976.

6. Борисов Е.К. Исследование динамики промсооружений при взрывах азличной интенсивности // Тезисы зональной конференции «Перспективы азвития и опыт применения стройматериалов и конструкций на Дальнем остоке». ДальНИИС Госстроя СССР. - Владивосток, 1979.

-45-

7. Борисов Е.К., Пышкин Б.А., Сушков Н.Г., Тараканов Р,3. Научш исследования по сейсмостойкому строительству и результаты их внедрен; // Материалы ДВ секции МСССС АН СССР «Сейсмостойкое! сейсмический прогноз и сейсмостойкое строительство на ДВ». Петропавловске Камчатский, 1981.

8. Борисов Е.К. Определение сейсмически безопасных зон п] производстве промышленных массовых взрывов // Материалы ДВ сект МСССС АН СССР «Сейсмостойкость, сейсмический прогноз сейсмостойкое строительство на ДВ». - Петропавловск Камчатский, 1981.

9. Борисов Е.К. Исследование сейсмики от массовых взрывов в ас Дальнегорск // Тезисы зональной научно-технической конференщ «Перспективы развития и опыт внедрения новых строительнь конструкций и материалов на ДВ», ДальНИИС Госстроя СССР. Владивосток, 1981.

10. Борисов Е.К. О некоторых особенностях колебаний длиннь сооружений при сейсмовзрывных воздействиях Н Материалы ДВ секщ МСССС АН СССР «Сейсмический прогноз и сейсмостойкое строительсп в прибрежных зонах ДВ». - Владивосток, 1982.

11. Борисов Е.К. Комплексная оценка размеров сейсмически опаснс зоны при массовых промышленных взрывах // Материалы ДВ секщ МСССС АН СССР «Сейсмический прогноз и сейсмостойкое строительсп в прибрежных зонах ДВ». - Владивосток, 1982.

12. Борисов Е.К., Борисова Г.Г. Исследование колебаш промышленного сооружения при взрывных нагрузках типа сейсмических Экспресс информация «Строительство и архитектура», серия 13.; «Строительство в особых условиях. Сейсмостойкое строительство» № 3. М.. 1983.

13. Борисов Е.К. Учет слабых сейсмовзрывных воздействий i инженерные сооружения // Материалы ДВ секции МСССС АН ССС «Прогноз сейсмической опасности на Дальнем Востоке». - Южи Сахалинск, 1984.

14. Борисов Е.К. Экспериментальное исследование поведен* сооружений при взрывах в грунте // Материалы II Всесоюзной конференщ по динамике сооружений. - Тбилиси, 1982.

15. Борисов Е.К., Герасимец В.М. Экспериментальное исследоваш колебаний сооружений угольного комплекса // Материалы II Всесоюзна конференции «Совершенствование методов расчета зданий и сооруженн на динамические воздействия». - Тбилиси, 1982.

16. Борисов Е.К., Мамаева Т.А., Пышкин Б.А., Сушков Н.Г. Оцеш экономической эффективности применения свайных фундаментов сейсмических районах Дальнего Востока // Материалы Всесоюзно! совещания Госстроя СССР «Снижение материалоемкости и трудоемкост сейсмостойкого строительства». - Алма-Ата. 1982.

-46-

17. Борисов Е.К., Борисова Г.Г. Оценка напряженного состояния ;ооружений при сейсмовзрывных воздействиях // Тезисы зональной научно-технической конференции «Результаты внедрения научно-тсследовательских разработок», ДальНИИС Госстроя СССР. Зладивосток, 1984.

18. Борисов Е.К. О структуре допустимых величин сейсмовзрывных «грузок // Материалы ДВ секции МСССС АН СССР «Количественная ;ейсмология и сейсмостойкое строительство на Дальнем Востоке». - Южно Сахалинск, 1985.

19. Борисов Е.К. Экспериментальные исследования колебаний ¡агонопрокидывателя // Материалы YI Всесоюзной конференции (Динамика оснований, фундаментов и подземных сооружений». - Нарва.

985.

20. Борисов Е.К., Борисова Г.Г., Герасимец В.М. Макросейсмические [оследствия массовых взрывов // Сборник научных трудов ТОЙ ДВНЦ АН ХСР «Динамические процессы в дискретных геофизических системах». -5ладивосток, 1986.

21. Борисов Е.К., Борисова Г.Г. Колебания гибких сооружений при зрывах в грунте // В кн.: Сборник научных трудов ТОЙ ДВНЦ АН СССР Динамические процессы в дискретных геофизических системах». -(ладивосток, 1986.

22. Борисов Е.К. Контроль сейсмичности буровзрывных работ на арьерах // Тезисы зональной научно-технической конференции Перспективы ускорения научно-технического прогресса в строительстве айонов ДВ и Забайкалья», ДальНИИС Госстроя СССР. - Владивосток.

986.

23. Борисов Е.К. Автоматическое оптимизирование системы «массовый зрыв-охраняемое сооружение» // Материалы YI Всесоюзной конференции Экспериментальные методы исследования инженерных сооружений».-ово Полоцк, 1986.

24. Борисов Е.К.. Ваненко И.И., Недбайлов A.A. Пакет прикладных рограмм. Учебное пособие. // Дальрыбвтуз. - Владивосток, 1987. - 84 С.

25. Борисов Е.К., Пышкин Б.А. Перекачка энергии в системе грунт-юружение // Материалы Сибирской и ДВ секции МСССС АН СССР змяти В. Трескова «Развитие сейсмологических и геофизических следований в Сибири и на Дальнем Востоке». - Иркутск, 1988.

26. Борисов Е.К. О критерии допустимых сейсмовзрывных нагрузок // [атериалы Сибирской и ДВ секции МСССС АН СССР памяти В. Трескова Развитие сейсмологических и геофизических исследований в Сибири и на альнем Востоке. - Иркутск, 1988.

27. Борисов Е.К., Пышкин Б.А. Динамические характеристики дома с мпературным швом // Тезисы Всесоюзной конференции «Сейсмология и йсмостойкое строительство на Дальнем Востоке» - Владивосток, 1989.

-47-

28. Борисов Е.К., Пышкин Б.А. Калибровка здания клуба микровзрывными воздействиями // Тезисы Всесоюзной конференции «Сейсмология и сейсмостойкое строительство на Дальнем Востоке» -Владивосток, 1989.

29. Борисов Е.К., Пышкин Б. А. Рекомендации по расчету объектов на сейсмовзрывные воздействия // Тезисы Всесоюзной конференции «Сейсмология и сейсмостойкое строительство на Дальнем Востоке» -Владивосток, 1989.

30. Borisov Е.С., Pishcin В. A. Experimental investigation of structural - soil interaction under blasting // Proc. IX European conference on earthquake engineering. Moscow, 1990.

31. Borisov E.C., Pishcin B.A. The optimization principle of the system «mass blast - protected structure» // Proc. II International conference on recent advances in Geotechnical earthquake engineering and soil dynamic. St. Louis, 1991.

32. Борисов E.K., Пышкин Б.А. Экспериментальное исследование демпфирующих свойств щебеночных подушек жилых домов малой этажности // Материалы научно-технической конференции «Надежность т эффективность нетрадиционных систем сейсмозащиты зданий и сооружений». - Севастополь, 1991.

33. Борисов Е.К., Пышкин Б.А. Сейсмовзрывные исследования жилого дома // Материалы ДВ секции МСССС АН СССР «Количественная оценка сейсмической опасности на Дальнем Востоке». - Южно-Сахалинск, 1991.

34. Борисов Б.А., Пышкин Б.А. Биениеподобные колебания девятиэтажного здания с температурным швом // Всесоюзная конференция «Сейсмичность и сейсмостойкое строительство на Дальнем Востоке». -Владивосток, 1992.

35. Борисов Е.К. Общие принципы обеспечения безопасности зданий при взрывных воздействиях // Материалы международной конференции «Стихия, строительство, безопасность». - Владивосток, 1997.

36. Борисов Е.К. Синтетическое представление взрывного импульса // Материалы международной конференции «Стихия, строительство, безопасность». - Владивосток. 1997.

37. Борисов Е.К. Оценка реакции здания на техногенные взрывы // Материалы международно й конференции «Стихия, строительство, безопасность». - Владивосток, 1997.

38. Борисов Е.К., Пышкин Б. А. Исследование сейсмостойкого опытного здания И Материалы международной конференции «Стихия, строительство, безопасность». - Владивосток, 1997.

39. Борисов Е.К. Взаимосвязанные критерии безопасности промышленных взрывов // Материалы международной конференции «Стихия, строительство, безопасность». - Владивосток, 1997.

40. Борисов Е.К., Пышкии Б.А. Экспериментальное исследование шнамики сооружений на фундаментах различных типов // Сборник укладов II Савиновских чтений. - СПб, 1997.

41. Борисов Е.К. Феномены экспериментальной динамики сооружений // Материалы международной конференции «Кораблестроение и •кеанотехника. Проблемы и перспективы (SOPP -98)», т.1. - Владивосток,

998.

42. Борисов Е.К. Моделирование сейсмического поля ■.ороткозамедленными взрывами: // Материалы Всероссийского симпозиума Сейсмоакустика переходных зон» - Владивосток: ТОЙ ДВО РАН. 1999.

43. Борисов Е.К., Губко JI.B., Короченцева В.И. Экспериментальное и еоретическое исследование волнового поля вблизи поверхности раздела земная кора-атмосфера» // Материалы Всероссийского симпозиума Сейсмоакустика переходных зон" - Владивосток: ТОЙ ДВО РАН. 1999.

44. Борисов Е.К. Синтетическое представление импульсного воздействия уммой затухающих синусоид (прямая и обратная задачи) // Труды Дальневосточного государственного технического университета. Вып. 122. Владивосток: ДВГТУ, 1999.

45. Борисов Е.К. Динамическая калибровка комплекса зданий. // 1атериалы международной конференции «Проблемы прочности и ксплуатационной надежности судов (ПЭНС-99)» - Владивосток: ДВГТУ,

999.

46. Borisov Е С. Experimental Research of Dynamics of Residential uildings on Seismo-Isolate Foundations at Ground Vibration from Blasting // icific Science Review. V.l. 1999. Kangnam University, republic of Korea, ESTU, Russia.

47. Борисов Е.К. Колебания грунта от техногенных взрывов как состоятельный класс динамических воздействий // Труды альневосточного государственного технического университета. Вып. 122. Владивосток: ДВГТУ, 2000.

48. Borisov Е С., Golovanov В.Е. Statistical estimation of dynamics of stem with the uncertain elements // Proc. XIY Asian technical exchange and Ivisory meeting on marine structures, FESTU. - Vladivostok, 2000.

49. Борисов E.K.. Голованов Б.Е. Редуцирование колебательной энергии динамической системе «грунг-фундамент-надфундаментные конструк-м» // Тезисы докладов научно технической конференции «Вологдинские ения», ДВГТУ. - Владивосток, 2000.

50. Borisov Е С . Petrova V.O. Statistical analyse the behaviour of buildings experimental explosions // Pacific Science Review. V.2. 2000. Kangnam

liversity. Republic of Korea, FESTU, Russia.

51. A c. СССР № 905896 (51) М.кл8. G 01 YI /00. Способ моделирования тсмнческого действия землетрясения // Е.К. Борисов, Б.А. Пышкии, Н.Г. шков.

52. А.с. СССР № 2159421 (51) М.кл3. в 01 У1 / 13. Способ ведена взрывных работ // Е.К. Борисов, Б. А. Пышкин, Н.Г. Сушков.

53. А.с. СССР № 1322834 (51) М.кл4. в 01 У1 / 104. Способ ведени взрывных работ И Е.К. Борисов, Б. А. Пышкин.

54. Патент РФ № 2081246 М.кл8. Е 02 Д 27/34. Способ изоляции зданю и сооружений // Е.К. Борисов, Б.А. Пышкин, В.И. Федоров.