Об инженерных и экологических последствиях техногенных землетрясений Репина е.М., научн. Рук. Косинова и.И., проф., д.Г.-м.Н. (вгу, Воронеж)

Наиболее распространенным критерием сейсмической опасности, принятым как в России, так и в зарубежных странах, является векторная скорость колебаний грунта V_Σ у оснований охраняемых зданий и сооружений.

Лучше всего с начальными повреждениями зданий коррелируется скорость смещений [2,3] .

Скорость смещений грунта, практически общепринята как мера оценки устойчивости зданий, ее допустимые значения существенно неоднозначны, так как зависят от типа и назначения зданий, частоты колебаний грунта, характера взаимодействия грунта и сооружений и целого ряда других факторов.

Классы сооружений определяются степенью их важности:

I класс – особо ответственные здания, ведение взрывных работ вблизи которых возможно лишь в исключительных случаях;

II класс – промышленные сооружения большой важности (копры шахт, водонапорные башни) и гражданские здания с большим скоплением людей (жилые здания, кинотеатры, магазины);

III класс – сооружения промышленного и служебного назначения сравнительно небольших размеров в плане и не выше трех этажей по высоте; здания гражданского назначения с небольшим скоплением людей;

IV класс – здания промышленного и гражданского назначения, нарушения в которых не угрожают жизни и здоровью людей или повреждению установленного оборудования.

Ранее было выполнено статистическое исследование вероятности повреждений для двух- и трехэтажных зданий, стоящих на мягких грунтах. В таблице приведены заимствованные из работы типичные значения вероятности повреждений для трех грунтов зданий.

Статистические оценки значений допустимой скорости колебаний грунта в зависимости от группы зданий

Группа	Характеристика зданий	Допустимые скорости смещения, см/с
		Вероятность повреждения здания
		20%	10 %
1	в хорошем состоянии с высоким качеством строительных работ.	8.0	6.0
2	в удовлетворительном состоянии, имеющие некоторые дефекты.	4.0	3.0
3	в плохом состоянии	1.6	1.3

Из таблицы следует, что при величине скорости V=3 см/с примерно каждое десятое здание, входящее во вторую группу, может получить легкие повреждения. Данные расчеты подтверждаются практическими наблюдениями. Здания и сооружения, построенные на некачественных фундаментах либо с их отсутствием, страдают при сейсмических воздействиях.

Для характеристики сейсмических воздействий также применяются подходы, разработанные в сейсмологии при изучении землетрясений и базирующиеся на 12-балльной шкале сотрясаемости MSK-64

При таких условиях здание, вовлеченное в колебательное движение, даже при совпадении частот вынужденных колебаний грунта и собственных колебаний здания не успевает получить полного эффекта условий резонанса. Тем самым при воздействии колебаний грунта от взрывов здания раскачиваются (и соответственно повреждаются) в значительно меньшей степени, чем от действия землетрясений [4].

Анализ существующих критериев оценки сейсмической безопасности применительно к исследуемому участку позволяет сделать следующие выводы:

-допустимая скорость смещения при сейсмических взрывах для зданий 4 класса составляет 1.0-4.6 см/с.

-для зданий, находящихся в плохом состоянии вероятность повреждения при скорости смещения 1.6 см/с составляет 20%, 10%- при скорости 1.3 см/с. Для зданий, характеризующихся хорошим состоянием, вероятность повреждений 20% зданий наступает при 8.0 см/с, для 10 % зданий –при 6.0 см/с.

Следует отметить, что даже для зданий одного и того же типа и ранга существенную роль могут играть различия в качестве и прочностных свойствах строительных конструкций и элементов зданий. Естественно, что эти различия, имеющие случайный характер, будут приводить к тому, что всегда из общего числа зданий данного типа некоторая часть будет иметь повышенную (или пониженную) по сравнению со средней сейсмическую устойчивость [2,3].

Анализ экологических последствий сейсмических эффектов взрывов на карьерах также не выявил значимых патогенных воздействий на экологические системы. При зафиксированных скоростях смещения комфортность среды обитания нарушается в 500 метровой зоне за счет шумового и динамического воздействия. Изменения психофизических характеристик людей, работающих в данной зоне, не отмечены.

В целом взрывные работы, проводимые на карьерах нерудного сырья, не создают значимых изменений в эколого-геологических системах. Выделена 500 метровая зона инженерного и экологического рисков, в пределах которой не рекомендуется размещение стационарных инженерных объектов, постоянных рабочих мест.