Свидетельство:
О регистрации средства массовой информации: "Предотвращение аварий зданий и сооружений".
Номер: №ФС77-35253
Выдано: Федеральная служба по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций
Дата: от 16.02.2009 г.
Форма распространения: электронное периодическое издание
Язык: русский
Учредитель: ООО "ВЕЛД"
Проведение натурных исследований геодинамических резонансов, ответственных как за геодинамическую устойчивость систем типа «объект-основание», так и за ускоренное проявление неравномерных деформаций неоднородных оснований, в последнее время приобретает все большую актуальность в связи с программами высотного и подземного строительства в мегаполисах России. Наряду с этим результаты исследований подтвердили возможность их использования для резонансного геодинамического профилирования строительных площадок. Для оценки совокупного влияния природных и техногенных микросейсм, а также динамических характеристик тонкой структуры геологического разреза оснований и геодинамических резонансов строительных объектов, на снижение устойчивости и на скорость сверхпроектного износа несущих конструкций соседних зданий, особенно в зонах плотной исторической застройки.
В 4 кв. 2008 г. и в 1 кв. 2009 г. такие исследования проводились МГСУ в инициативном порядке в соответствии с МГСН 4.19-2005 «Временные нормы и правила проектирования многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в городе Москве» и распоряжением Правительства Москвы «Об организации работы по обеспечению антитеррористической защищенности и комплексной безопасности высотных зданий и сооружений города Москвы».
Исследования проводились с использованием геофизической станции грависейсмометрического мониторинга высотных зданий СГМ-03В и станции вибродозиметрического мониторинга строительных объектов СВД-60У.
Отличительными характеристиками данных станций являлись принципиально новые уникальные возможности аппаратуры по разрешающей способности грависейсмометрических модулей станции СГМ-03В на уровне единиц микроГал и наличие высокочувствительных трехкомпонентных датчиков угловых ускорений в измерительных модулях станции СВД-60У.
Данные многодневного грависейсмометрического мониторинга строительных объектов позволили, помимо низкочастотных микросейсм, с достаточно высокой точностью наблюдать воздействие на здания приливных вариаций (рис.1).
Рис.1. Проявления приливных вариаций в результатах мониторинга
Уникальные возможности станций мониторинга позволили надежно регистрировать вертикальные и горизонтальные грависейсмические нагрузки в системе типа «объект-основание», а также контролировать эволюцию продольных, маятниковых и торсионных геодинамических резонансов высотных или большепролетных зданий с целью обнаружения, классификации и интерпретации в реальном масштабе времени ранних спектральных предвестников постулируемых геодинамических аварийных ситуаций. Формирование информации раннего предупреждения о росте риска геотехнических аварийных ситуаций и сообщений о результатах интерпретации их спектральных предвестников.
Станция СГМ-03В инсталировалась в единую локальную компьютерную сеть совместно со станцией СВД-60У для параллельного вибродозиметрического мониторинга скорости деградации остаточного ресурса надежности зданий путем регистрации нелинейных аккумулятивных процессов вибродинамического многоциклового нагружения и ударного (например, взрывного) разупрочнения строительных конструкций подземных сооружений, высотных и большепролетных зданий и в течение всего их жизненного цикла.
Высокая чувствительность аппаратуры станций позволяет регистрировать не только собственные геодинамические резонансы системы «объект-основание» строящегося или контролируемого здания, но также и влияние на эволюцию ее динамических характеристик геодинамических резонансов окружающей застройки и геологических элементов в их основаниях. На рис.2 показаны схемы размещения аппаратуры в здании Института океанологии РАН.
Рис. 2. Схема расположения измерительных модулей
станций СГМ-03В и СВД-60У
На рис.3 показана схема размещения грависейсмометрических модулей станции СГМ-03В на фундаменте здания ИОРАН. На рис.4 и 5 приведены типовые спектры колебаний фундамента, на которых отчетливо видны проявления геодинамических и конструкционных резонансов зданий окружающей застройки.
Рис. 3. Размещение станции на фундаменте здания
Рис. 4. Спектр ускорений по оси X
Рис. 5. Спектр ускорений по оси Y
Для визуализации нелинейной эволюции годографа в исследованиях использовался алгоритмический комплекс «Аттрактор» виброускорений элементов конструкций зданий и сооружений.
Результаты исследования нелинейной эволюции годографа на базе алгоритмического комплекса «Аттрактор» приведены на рис.6 и 7.
Принципиальными моментами процесса обработки данных вибрационного процесса являются учет фазовых искажений в телеметрических каналах передачи информации и построение модальных и спектральных аттракторов, что важно при последующем анализе нелинейной эволюции динамических характеристик исследуемого объекта и влияния на них геодинамических резонансов зданий окружающей застройки. В результате удалось выявить ранние геодеформационные (микрооползневые) проявления многоциклового воздействия техногенных и природных микросейсм на геодинамические резонансы здания, геологических элементов основания и объектов окружающей застройки (рис.8).
Рис.6. Фрагмент модального аттрактора колебаний здания ИОРАН
Рис. 7. Фрагмент спектрального аттрактора колебаний
здания ИОРАН на частоте 1,47 Гц
Натурные исследования геодинамических характеристик здания ИОРАН позволили установить основные резонансные частоты и моды геодинамических резонансов системы «объект-основание».
Полученные данные также позволят вычислить декременты затухания и реакцию системы «объект-основание» на любые динамические воздействия, поступающие на здания, включая сейсмические, взрывные и прочие импульсные ударные нагрузки.
Рис.8. Геодеформационные (микрооползневые) проявления техногенных
и природных микросейсм в системе «объект-основание» здания ИОРАН
В полосе частот ниже частот геодинамических резонансов обнаружена многочастотная резонансная реакция тонкой геологической структуры основания на микросейсмические нагрузки. Однако отсутствие детального геологического разреза не позволило провести полную геосейсмическую интерпретацию полученных данных.
Наряду с этим проведение работ по верификации резонансов или по сейсмическому резонансному профилированию основания строительной площадки до начала проектных и строительных работ позволит заблаговременно получить данные о реальной сейсмической устойчивости грунтов и тонкой структуры геологического разреза оснований на данном участке территории города с учетом динамических свойств объектов и оснований окружающей исторической застройки.
<<Назад