Energy-Based Evaluation of Dynamic Soil-Structure Interaction Process Under Seismic Impact from Explosion


如何引用文章

全文:

详细

This study presents the results of instrumental observations of the interaction process of an underground structure with the soil environment under explosion-induced seismic impact. During seismic impact, the soil imparts kinetic energy to underground structures, the value of which depends on the contact area of the structure and the soil and the conditions of interaction. In this regard, the energy-based evaluation of the process of joint vibration of the underground structure and the environment under explosive seismic waves is of great significance. The analysis of energy release in terms of frequencies shows that the energy of seismic radiation at different frequencies of the spectrum is not the same, and there is a well-defined maximum in the energy spectrum at small equivalent distances, i.e. at a certain frequency value much more energy is released than at other frequencies. Mathematical expressions are provided for calculating the total energy of ground vibrations, estimated proportion of energy propagating in the soil, and the energy received by the underground structure during their interaction. A formula is proposed for calculating a dimensionless coefficient of the vibration process, indicating the share of energy transmitted through the soil to the underground structures. Three zones are identified that characterize the relationships of the forces of interaction in the contact area. The first is the zone with a linear relationship between the force and the deflection of the structure. Then, in the next zone, the proportionality between the values is violated with the loss of the elastic nature of the interaction. In the third zone, the underground structure slides relative to the ground. Aspects of the interaction of a thin-walled structure with the soil are considered. Calculations show that the obtained relationships can be used with sufficient accuracy to evaluate the seismic intensity of explosive seismic waves.

作者简介

Bakhodir Rakhmonov

Urgench State University

Email: rah-bahodir@yandex.com
ORCID iD: 0000-0001-6285-2063

Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Construction

Urgench, Uzbekistan

Khamidulla Sagdiev

M.T. Urazbayev Institute of Mechanics and Seismic Resistance of Structures of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan

Email: imssan@mail.ru
Candidate of Technical Sciences, leading researcher at the Laboratory of Experimental Studies of Structural Strength and Seismic Resistance of Structures Tashkent, Uzbekistan

Armen Ter-Martirosyan

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University)

Email: gic-mgsu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8787-826X
SPIN 代码: 9467-5034

Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Soil Mechanics and Geotechnics, Vice Rector

Moscow, Russia

Ilizar Mirsayapov

Kazan State University of Architecture and Civil Engineering

Email: mirsayapov1@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6193-0928
SPIN 代码: 1454-1154

Corresponding Member of RAASN, Doctor of Technical Sciences, Head of the Department of Foundations, Structural Dynamics and Engineering Geology

Kazan, Russia

Vladimir Erofeev

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University)

编辑信件的主要联系方式.
Email: rofeevvt@bk.ru
ORCID iD: 0000-0001-8407-8144
SPIN 代码: 4425-5045

Academician of RAASN, Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Building Materials Science

Moscow, Russia

参考

  1. Ter-Martirosyan A.Z., Sobolev E.S. Operating safety of foundations of buildings and structures under dynamic impact. Monthly Journal on Construction and Architecture. 2017;125(104):537-544. (In Russ.) https://doi.org/10.22227/19970935.2017.5.537-544
  2. Ter-Martirosyan A.Z., Mirnyy A.Yu., Sobolev E.S. Peculiarities of determining parameters of contemporary soil models by laboratory tests. Geotechnics. 2016;(1):66-72. (In Russ.) EDN: VZVZCP
  3. Ter-Martirosyan Z.G., Ter-Martirosyan A.Z., Sobolev E.S. Creep and vibrocreep of sandy soils. Engineering survey. 2014;(5-6):24-28. (In Russ.) EDN: SJCUCX
  4. Ivanov P.L. Liquefaction of sandy soils. Leningrad: Gosenergoizdat Publ.; 1962. (In Russ.)
  5. Ter-Martirosyan Z.G., Sobolev E.S., Ter-Martirosyan A.Z. Rheological models creation on the results triaxial tests of sands. Geotechnical engineering for infrastructure and development: Proceedings of the XVI European conference on soil mechanics and geotechnical engineering. ECSMGE 2015. Edinburgh: ICE Publ.; 2015;6:3365-3369. EDN: WTWPBZ
  6. Ter-Martirosyan Z.G., Ter-Martirosyan A.Z., Sobolev E.S. Rheological properties of sandy soils. Advanced Materials Research. 2014;1073-1076:1673-1679. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.1073-1076.1673
  7. Aptikaev F.F. On the determination of the energy of seismic sources. Experimental seismology. Moscow: Nauka Publ.; 1971. p. 59-65. (In Russ.)
  8. Barkan D.D. Seismic explosive waves and their effect on structures. Moscow; Leningrad: Stroyizdat Publ.; 1945. (In Russ.)
  9. Carder D., Cloud W.K. Surface motion from large underground explosions. Journal of Geophysical Research. 1959; 64:1471-1487. https://doi.org/10.1029/JZ064i010p01471
  10. Medvedev S.V. Seismics of rock explosions. Moscow: Nedra Publ.; 1964. (In Russ.)
  11. Medvedev S.V., Lyamzina G.A. The seismic effect of explosions at the mine. Problems of Engineering Seismology. 1962;21:73-102. (In Russ.)
  12. Ishihara K. Behavior of soils in earthquakes. Fadeev A.B., Lisyuk M.B. (eds.).; St. Petersburg: NPO “Georeconstruction-Fundamentproekt”; 2006. (In Russ.) ISBN 5-9900771-1-4
  13. Voznesensky E.A. Dynamic testing of soils. The status of this question and standardization. Engineering survey. 2013;(5):20-26. (In Russ.) EDN: QCGKLJ
  14. Mirsayapov I.T., Koroleva I.V. Estimation of seismic stability of layered soil bases composed of clays and watersaturated sandstones. News of the Kazan State University of Architecture and Engineering. 2015;1(31):99-106. (In Russ.) EDN: RXADXW
  15. Stavnitzer L.R. Seismic resistance of foundations and foundations. Moscow: ASV Publ.; 2010. (In Russ.)
  16. Seed H.B., Asce M., Idriss I.M. Simplified procedures for evaluating soil liquefaction potential. Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division. 1971;97:1249-1273. https://doi.org/10.1061/JSFEAQ.000166
  17. Seed H.B. Soil liquefaction and cyclic mobility evaluation for level ground during earthquakes. Journal of Soil Mechanics and Foundation Engineering, ASCE. 1996;105(2):201-255.
  18. Chu J., Leong W.K., Lоke W.L., Wanatowski D. Instability of Loose Sand under Drained Conditions. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 2012;138:207-216. https://doi.org/10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000
  19. Iwasaki Т., Tokida K., Tatsuoka F. et al. Microzonation for soil liquefaction potential using simplified methods. Proceedings of the 3rd International Conference on Microzonation. Seattle. 1982;3:1319-1330.
  20. Yamamuro J.A., Lade P.V. Static liquefaction of very loose sands. Canadian Geotechnical Journal. 1997;34(6):905- https://doi.org/10.1139/t97-057
  21. Ter-Martirosyan Z., Ter-Martirosyan A., Sobolev E. Vibration of embedded foundation at multi-layered base taking into account non-linear and rheological properties of soils. Procedia Engineering. XXV Polish - Russian - Slovak Seminar “Theoretical Foundation of Civil Engineering”. 2016;153:747-753.
  22. Sobolev E.S., Ter-Martirosyan A.Z. The influence of the physical properties of sandy soils on the dynamic stability of the foundations of buildings and structures. Construction and formation of the living environment: collection of materials of the XIX International Interuniversity Scientific and Practical Conference. Moscow: MGSU Publ.; 2016. p. 1087-1090. (In Russ.) EDN: WCZUZZ
  23. Mirsayapov I.T., Koroleva I.V. Clayey soils rheological model under triaxial regime loading. Geotechnical Engineering for Infrastructure and Development. Proceedings оf the XVI European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, ECSMGE. 2015. Edinburgh, 2015. p. 3249-3254. EDN: WTXBOZ
  24. Sadovsky M.A. The case of seismic explosions in conditions of weak soils and monolithic structures. Proceedings of the Seismological Institute of the USSR Academy of Sciences, No. 117, ed. USSR Academy of Sciences, Moscow-Leningrad, 1945. (In Russ.) https://elib.biblioatom.ru/text/sadovskiy_izbrannye-trudy_2004/p40/

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».