Способ сейсмозащиты грунтовой плотины
изобретение относится к сейсмостойкому строительству, а именно к способам обеспечения сейсмостойкости гидросооружений в момент воздействия землетрясения . Цель изобретения - снижение экономических затрат и повышение сейсмостойкости грунтовой плотины непосредственно в течение сейсмического воздействия. Обеспечивается это благодаря тому, что в момент сейсмического воздействия возбуждают вибратором колебания в плотине на частотах, в 3 - 7 раз превышающих частоты колебаний плотины . Происходит процесс хаотизации колебаний , приводящий к рассеиванию энергии сейсмического воздействия и снижению интенсивности колебаний плотины . 5 ил
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (s ГОСУДА Р СТ В Е ННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4339339/15 (22) 08.12.87 (46) 07.06,91, Бюл. № 21 (71) Институт сейсмостойкого строительства и сейсмологии АН ТаджССР (72) С.Х.Негматуллаев, Г.С,Селезнев и О.Б.Хаврошкин (53) 627.8 (088.8) (56) Авторское свидете lbcTBQ СССР ¹ 971985, кл. Е 02 В 7/52, 1981. Авторское свидетельство СССР ¹ 1054505, кл. Е 02 В 7/52, 1982. (54) СПОСОБ СЕЙСМОЗАЩИТЫ ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ (57) Изобретение относится к сейсмостойкому строительству, а именно к способам Изобретение относится к области сейсмостойкого строительства и предназначено для "усиления" сооружения непосредственно е момент воздействия землетрясения путем использования принципов нелинейной динамики. Цель изобретения — снижение экономических затрат и повышение сейсмостойкости грунтовой плотины непосредственно в течение сейсмического воздействия, На фиг. 1 и 2 приведены схемы плотины (поперечный — фиг. 1 и продольный — фиг. 2 профили) с пунктами регистрации колебаний; на фиг. 3 показаны амплитудно-частотная храктеристика плотины и зависимость преобладающей частоты колебаний модели от амплитуды воздействия; на фиг. 4 дано спектрально-временное представление ко„„. Ж„„1б54436 А1 обеспечения сейсмостойкости гидросооружений в момент воздействия землетрясения, Цель изобретения — снижение экономических затрат и повышение сейсмостойкости грунтовой плотины непосредственно в течение сейсмического воздействия. Обеспечивается это благодаря тому, что в момент сейсмического воздействия возбуждают вибратором колебания в плотине на частотах, в 3 — 7 раэ превышающих частоты колебаний плотины. Происходит процесс хаотизации колебаний, приводящий к рассеиванию энергии сейсмического воздействия и снижению интенсивности колебаний плотины. 5 ил. лебаний скального основания при сейсмическом воздействии; на фиг. 5 приведено спектрально-временное поле колебаний гребня плотины. Расположение конструктивных элементов плотины и измерительных точек показано на фиг, 1 и 2: измерительные точки (антенны) 1 и 2. соответственно на гребне плотины и в основании, скальное основание 3, центральное водоупорное ядро 4: упорные призмы 5 из галечника; упорный банкет 6 иэ каменной наброски; смотровые галереи 7; водохранилище 8; пригрузка 9 из рваного камня; пункты расположения вибратора 10 и взрыва 11: зона 12 пузырьковой завесы. На фиг. 3 fH, f< — частоты колебания натурной плотины и модели — позиции а и Ь соответственно; А — амплитуда колебаний. На фиг, 1654436 4: максимальная и текущая амплитуды ускорения колебаний скального основания; масштаб ускорений: 1,0 = 90 см/с ; lp и г,— моменты начала и окончания колебаний соответственно; пунктиром показано направление временного дрейфа частот колебаний с максимальными интенсивностями. На фиг. 5 С>,, С вЂ” максимальная и текущая амплитуды ускорения колебаний гребня плотины; 1,0 = 210 см/с; т — текущее время; 2, т и г — моменты начала и окончания колебаний; 1 — 12 — моменты вырождения колебаний отдельных локализованных участков. Способ осуществляют следующим образом. В плотине и ее основании располагают антенны для регистрации сейсмических колебаний, состоящие из сейсмоприемников, кабельных коммуникаций, регистратороп и ЭВМ. Указанные антенны (1, 2) улавливают сейсмические сигналы во время землетрясения, передают их по кабельным коммуникациям на регистраторы и ЭВМ. ЭВМ осуществляет обработку поступающих сигналов и проводит спектрально-временной анализ колебаний основания, плотины. Иэ спектрально-временного анализа в реальном масштабе времени определяют основную частоту сейсмического воздействия и колебаний плотины. В момент развития в спектре колебаний вторых субгармоник от основной частоты воздействия и (или) их комбинаций и исчезновения основной частоты возбуждают колебания в плотине на более высоких частотах, превышающих в 3 — 7 раз частоты доминирующих колебаний. Частоты возбуждаются вибратором или импульсным источником электродинамического действия, которые устанавливаются на одном из бортов каньона. В результате вибрационного воздействия относительно малой мощности (в 10 — 10 раз меньше по э сравнению с энергией основного воздействия) образуются регулярные колебания на одной из субгармоник плотины. Из-эа нелинейности материала грунтовой плотины энергия колебаний, расположенная по гармоникам соЬственных колебаний сооруже5 45 ния. начнет перетекать на гармонику, имеющую регулярную основу(эа счет подпитывания вибратором). Таким образом, как бы искусственно стимулируется процесс хаотизации колебаний, В результате происходит дополнительное рассеивание (поглощение) энергии сейсмического воздействия, что приводит к снижению интенсивности колебаний сооружения. Для осуществления предлагаемого способа существуют серийные оборудование и аппаратура .сейсмометры типа С-5-С, ОСП; магнитографы Н-052, ЭВМ М-7000, вибратор эксцентриковый на основе серийного электродвигателя; взрывная машина, заряды В В (тротил) и т, д. Формула изобретения Способ сейсмозащиты грунтовой плотины, состоящий в воздействии на плотину, находящуюся в поле продольных и поперечных волн регистрируемых сейсмической аппаратурой, в момент землетрясения магнитным переменным полем и в изменении упругих характеристик плотины, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения экономических затрат и повышения сейсмостойкости грунтовой плотины непосредственно в течение сейсмического воздействия, регистрацию колебаний плотины и ее скального основания пространственной антенной сейсмоприемников начинают с момента вступления продольных волн от землетрясения, затем сигналы с антенны направляют на электронно-вычислительную машину, определяют основную частоту сейсмического воздействия и по непрерывно получаемому в реальном времени спектрально-временному анализу колебательной реакции плотины в момент развития в спектре колебаний BTopblx субгармоник от основной частоты воздействия и (или их комбинаций) возбуждают вибратором колебания в плотине на более высоких частотах, в 3 — 7 раз превышающих частоты доминирующих колебаний, до момента исчезновения колебаний с опасной амплитудои и частотой. Гн и,Гц 1.5 0,7 0,6 1654436 Поперечный разрез в 10 Л7 Я Ю 50 Ю А,1" 1О се Фиг. 3 1654436 гат ги f,/ö Тн 5 гп r, Фиа Х Составитель А. Знаменский Техред М.Моргентал Корректор Л. Бескид Редактор Е. Хорина Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2289 Тираж 393 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
