Энергетическая оценка процесса взаимодействия в динамической системе «грунт - сооружение» при сейсмовзрывных воздействиях

Приведены результаты инструментальных наблюдений по исследованию процесса взаимодействия подземного сооружения с грунтовой средой, при сейсмовзрывных воздействиях. При сейсмических воздействиях грунт сообщает подземным сооружениям кинетическую энергию, величина которой зависит от площади контакта сооружения и грунта, условий взаимодействия. В этой связи большое значение имеет энергетическая оценка процесса совместного колебания подземного сооружения и среды при действии сейсмовзрывных волн. Приведены дискретные спектры энерговыделений на разных частотах, построенные на основе экспериментально полученных результатов. Анализ энерговыделения по частотам показывает, что энергия сейсмического излучения на различных частотах спектра не одинакова, а в энергетическом спектре при малых приведенных расстояниях имеется четко выраженный максимум, т.е. на определенной величине частот выделяется значительно больше энергии, чем в других частотах. Приведены математические выражения для расчета общей энергии колебаний грунтовой среды, оценки соотношения энергии, протекающей в грунте, и энергии, получаемой подземным сооружением при их взаимодействии. Предло- жена формула для расчета безразмерного коэффициента колебательного процесса, показывающего долю энергии, передаваемой через грунт на подземные сооружения. Выделены три зоны, характеризующие зависимости сил взаимодействия в контактной области. Первая зона характеризуется линейной зависимостью между силой и относительным перемещением сооружения. Затем в следующей зоне пропорциональность между значениями нарушается с потерей упругого характера взаимодействия. В третьей же зоне происходит скольжение подземного сооружения относительно грунта. Рассмотрены особенности взаимодействия тонкостенного сооружения с грунтовой средой. Расчеты показывают, что полученные зависимости с достаточной точностью могут быть использованы при оценке сейсмической интенсивности сейсмовзрывных волн.