Нелинейные колебания грунтовой толщи по инструментальным и численным данным

Abstract

Актуальность работы. Исследования нелинейных явлений в грунтах, начатые в России почти 60 лет назад, явились стимулом современного развития исследований сейсмоаномальных явлений в комплексе геофизических показателей, наблюдающихся при сильных и разрушительных землетрясениях. Кроме чисто научных интересов большой интерес вызывает вопрос прогнозирования поведения грунтов и сооружений с точки зрения адекватности ожидаемому проявлению сейсмического воздействия. Адекватное изучение нелинейности, являющейся неотъемлемой характеристикой природных явлений, позволит приблизить соответствующее антисейсмические мероприятия к реальным особенностям проявлений сейсмического эффекта при сильных землетрясениях. Целью работы являлось построение расчетной модели, описывающей явления, наблюдаемые в грунтовой среде при сильных сейсмических воздействиях и сопоставление расчетных данных с результатами инструментальных наблюдений. Методы. В работе анализируется иснтрументальная запись, полученная на слабых грунтах, на сонове вейвлет нанализа. Моделируются импульсы различной проолжитлеьности в среде с различной стпенью проявления нелинейных свойст (кртутизны нелиненйой заивисисмоти напряжение -деформация) методом конечных элементов. Результаты. В результате установлены различия в спектральном составе моделируемых импульсов. Сильное проявление нелинейных свойств характеризуется резкими изменениями фаз колебаний, в фазах высокой скорости нарастания амплитуд. В нелинейных спектрах происходит перераспределение энергии в более высокочастотную область, кратную основному пику, тем сильнее, чем сильнее нелинейность кривой напряжение-деформация.

Keywords

• землетрясения
• нелинейность
• сильные воздействия
• грунтовая толща