Estimation of the Influence of Surface Soil Layers on the Parameters of Maximum Reaction Spectra


Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Surface layers are usually composed of relatively loose soils that differ significantly in seismic characteristics from deeper layers. This makes it difficult to apply general initial seismic information that does not take into account local geotechnical conditions. In general, seismic effects are given in the form of maximum response spectra for rocky or rigid soils. To take into account local geological conditions, soil correction factors are used, which do not always correctly describe the amplification of vibrations. For obtaining analytical relationships, the problem-solving technique of the theory of elasticity based on the properties of the Fourier image of finite functions was used. Using the reciprocity theorem, the displacements of the free surface from the load at the interface, which is given by the incident wave, have been determined. The methods of setting initial seismic effects in modern norms documents of different countries are described. A methodology is developed that allows to take into account the influence of soft soil layers on the parameters of the maximum response spectra. The expression for the amplification coefficients of the maximum response spectra in the surface layers of soils is obtained, which allows to estimate the local geotechnical conditions more accurately, taking into account the resonance effects of surface vibrations. An example of determining the amplification coefficients of ground vibrations for the ground conditions of the Syrian Arab Republic is given.

Авторлар туралы

Evgeny Kurbatskiy

Russian University of Transport (MIIT)

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: dynamic.miit@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8593-0340
SPIN-код: 8993-9910

Doctor of Technical Sciences, Academician of the Russian Academy of Transport, professor of the Department of Bridges and Tunnels

15 Obraztsova St, GSP-4, Moscow, 127994, Russian Federation

Ekaterina Pestriakova

Russian University of Transport (MIIT)

Email: kate.pestriakova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3441-1011
SPIN-код: 6339-2821

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of of the Department of Bridges and Tunnels

15 Obraztsova St, GSP-4, Moscow, 127994, Russian Federation

Shahd Hussein

Russian University of Transport (MIIT)

Email: shahdalrmish@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0004-8106-9698

PhD student of the Department of Bridges and Tunnels

15 Obraztsova St, GSP-4, Moscow, 127994, Russian Federation

Әдебиет тізімі

  1. Seed H.B., Idriss I.M. Soil Moduli and Damping Factors for Dynamic Response Analysis. Report No. UCB/EERC70/10. Berkeley: Earthquake Engineering Research Center, University of California; December, 1970. 48 p.
  2. Seed H.B., Wong R.T., Idriss I.M., Tokimatsu K. Moduli and Damping factors for Dynamic Analyses of Cohesionless Soils. Journal of the Geotechnical Engineering Division. 1986;112(11):1016-1032. https://doi.org/10.1061/(ASCE)07339410(1986)112:11(1016)
  3. Corchete V. The Analysis of Accelerograms for the Earthquake Resistant Design of Structures. International Journal of Geosciences. 2010;1(1)0:32-37. https://doi.org/10.4236/ijg.2010.11004
  4. Love A.E.H. A treatise on the mathematical theory of elasticity. 4th ed. Dover Publications, 1944. 660 p.
  5. Cui Z., Sheng Q., Leng X.L. Effects of a controlling geological discontinuity on the seismic stability of an underground cavern subjected to near-fault ground motions. Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2018;77:265-282. https://doi.org/10.1007/s10064-016-0936-9 EDN: XSAOKQ
  6. Wolf K.B., Krotzsch G. Geometry and dynamics in refracting systems. European Journal of Physics. 1995;16:14-20. https://doi.org/10.1088/0143-0807/16/1/003 ISSN 0143-0807
  7. Ameratunga J., Sivakugan N., Das B.M. Correlations of Soil and Rock Properties in Geotechnical Engineering. New Delhi: Springer Publ.; 2019. https://doi.org/10.1007/978-81-322-2629-1
  8. Saragoni G.R. Earthquake Geotechnical Engineering Design. Part of the book series: Geotechnical. Geological and Earthquake Engineering. Maugeri M., Soccodato C. (Eds.). 2014;28:181-192. http://doi.org/10.1007/978-3-319-03182-8
  9. Reinhorn A.M., Deierlein G.G., Willford M. Nonlinear Structural Analysis for Seismic Design. A Guide for Practicing Engineers. NEHRP Seismic Design Technical Brief. No. 4. Gaithersburg: National Institute of Standards and Technology Pub.; 2010. Available from: http://www.nehrp.gov -> nistgcr10-917-5.pdf (accessed: 12.08.2024).
  10. Xu X.M., Ling D.S., Cheng Y.P., Chen Y.M. Correlation between liquefaction resistance and shear wave velocity of granular soils: a micromechanical perspective. Geotechnique. 2015;65(5):337-348. http://doi.org/10.1680/geot.SIP.15.P.022
  11. Verrucci L.G., Lanzo G., Tommasi P., Rotonda T. Cyclic and dynamic behaviour of a soft pyroclastic rock. Geotechnique. 2015;65(5):359-373. http://doi.org/10.1680/geot.SIP.15.P.012
  12. Kurbatskiy E.N. A method for solving problems in structural mechanics and elasticity theory based on the properties of Fourier images of finite functions. Dis. doc. of technical sciences. 1995. (In Russ.) EDN: ZJKORJ
  13. White J.E. Use of reciprocity theorem for computation of low-frequency radiation patterns. Geophysics. 1960;25: 613-624. https://doi.org/10.1190/1.1438742
  14. Basanquet L., Paley R., Wiener N. Fourier Transforms in the Complex Domain. American Mathematical Soc., 1934. ISBN 978-0-8218-1019-4
  15. White J.E., Lindsay R. Seismic waves. Radiation, transmission, and attenuation. Physics Today. 1967;20(2):74-75. https://doi.org/10.1063/1.3034162
  16. Kurbatskiy E.N., Mondrus V.L., Titov E.Yu., Yemelyanova G.A., Pestryakova E.A. Outdated provisions of the Russian federation norms regulating construction in seismic areas. Academia. Architecture and construction. 2024;(1): 159-165. (In Russ.) https://doi.org/10.22337/2077-9038-2024-1-159-165 EDN: DIMXBS
  17. Newmark N.M., Hall W.J. Earthquake Spectra and Design. Earthquake Engineering Research Institute. Berkeley, California. 1982. ISBN-10: 0943198224. ISBN-13: 978-0943198224

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
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».