Примечания: 1. Категория сложности, как правило, устанавливается по совокупности факторов, указанных в таблице.
2. Если какой-либо отдельный фактор, относящийся к более высокой категории сложности является определяющим в сейсмическом отношении, категорию сложности следует устанавливать по этому фактору.
3. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Методы регистрации землетрясений
3.1.1. Метод регистрации землетрясений малых энергий необходимо применять для количественной оценки относительных изменений сейсмической интенсивности на участках с различными инженерно-геологическими условиями.
3.1.2. Оценку приращения сейсмической интенсивности на сравниваемых участках следует производить по формуле
,
где - приращение сейсмической интенсивности (в баллах);
- средняя амплитуда колебаний на исследуемом участке;
- средняя амплитуда колебаний на эталонном участке.
3.1.3. Для регистрации землетрясений следует применять стандартную инженерно-сейсмометрическую аппаратуру с осциллографической или магнитной записью, предназначенную для работы в непрерывном или ждущем режиме. Основным требованием, предъявляемым к аппаратуре, является идентичность каналов регистрации и достаточная их чувствительность.
В зависимости от характеристик применяемой аппаратуры регистрируются амплитуды смещений, скоростей или ускорений грунта.
3.1.4. При использовании гальванометрической регистрации смещений увеличение сейсмографа следует выбирать в пределах 1000-10000; при регистрации скорости колебаний - 100-200. Параллельно рекомендуется использовать также загрубленные каналы с увеличением 10-100 (для смещений) и 1-10 (для скоростей).
Амплитудно-частотные характеристики каналов должны обеспечивать малоискаженную запись в диапазоне периодов от 0,1 до 2 с.
3.1.5. Для установления количественных характеристик колебаний от землетрясений больших и малых энергий рекомендуется параллельно с непрерывной регистрацией слабых землетрясений проводить регистрацию сильных землетрясений в ждущем режиме.
3.1.6. Количество пригодных для обработки записей землетрясений, зарегистрированных на сравниваемых участках, должно быть достаточным для обоснованной оценки приращений сейсмической интенсивности с помощью статистического анализа. Обработке подлежат те землетрясения, при которых расстояние между пунктами регистрации меньше 0,1 гипоцентрального.
3.1.7. В процессе предварительной обработки по результатам сплошного промера на записях землетрясений амплитуд и периодов колебаний следует производить оценку приращений сейсмической интенсивности как для всего диапазона периодов от 0,1 до 2 с, так и раздельно для коротких (от 0,1 до 0,3 с), средних (от 0,3 до 0,5 с) и длинных (от 0,5 до 2 с) периодов.
3.1.8. Частотные характеристики грунтов следует определять по отношениям спектров землетрясений, зарегистрированных на изучаемом и эталонном участках. Расчет приращения на каждой частоте производится по формуле
,
где и - спектральные плотности на данной частоте в эффективной полосе спектров (на уровне 0,5 от максимума) соответственно изучаемого и эталонного грунта.
Обобщенная зависимость получается в результате осреднения индивидуальных зависимостей с оценкой вероятностных показателей.
3.1.9. Следует раздельно оценивать приращения сейсмической интенсивности по записям близких землетрясений, отражающих поведение грунтов при колебаниях с частотой = 3-5 Гц и удаленных землетрясений - в более низкочастотной области спектра.
3.1.10. В случае значительных расхождений оценок приращений сейсмической интенсивности в различных частотных диапазонах спектра необходимо эти данные приводить раздельно, сопровождая подробным анализом возможных причин расхождений.
3.2. Методы регистрации взрывов
3.2.1. Промышленные или специально организованные взрывы следует применять для относительной оценки интенсивности колебаний грунтов в районах с низкой сейсмической активностью, а также на площадках с высоким фоном сейсмических помех.
В случае частичной или полной замены регистрации землетрясений регистрацией промышленных или специальных взрывов необходимо учитывать различие в частотном составе колебаний.
3.2.2. В зависимости от местных условий следует применять следующие способы возбуждения колебаний:
взрывы группированных зарядов в скважинах диаметром 100-150 мм;
взрывы мгновенные с расположением заряда массой 3-8 т в одной скважине большого диаметра (700-1000 мм);
взрывы в водоемах.
3.2.3. Пункты специально организованных взрывов должны располагаться в направлении, близком к направлению распространения сейсмических волн из наиболее опасной для исследуемой территории очаговой зоны.
При наличии нескольких очаговых зон возможных сильных землетрясений, генерирующих опасные для исследуемой территории колебания, следует провести серию взрывов с близкими направлениями прихода волн в пункты наблюдений.
3.2.4. Сопоставимость углов выхода сейсмической радиации при взрывах и землетрясениях должна обеспечиваться путем подбора соответствующих эпицентральных расстояний. Расстояние от пункта взрыва следует выбирать таким образом, чтобы обеспечить возможность выделения на сейсмограмме участка продолжительностью 2-3 с, не осложненного наложением волн, которые выходят под углами, существенно отличными от углов выхода при землетрясениях.
3.2.5. Расчет выхода углов сейсмической радиации следует производить по формуле
,
где R - эпицентральное расстояние;
hi - мощность i-го слоя;
li - угол выхода сейсмического излучения для соответствующего слоя.
3.2.6. Взрывы в одиночной скважине или группе скважин следует производить в обводненных низкоскоростных грунтах, создающих благоприятные условия для увеличения продолжительности полезного участка записи. При этом глубина заложения заряда должна соответствовать взрыву рыхления.
При линейно-рассредоточенных мгновенных взрывах в водоемах оптимальное количество зарядов в линии и массе единичного заряда выбираются в зависимости от размеров водоема, его протяженности и глубины?? В случае малой глубины водоема увеличение заряда не ведет к увеличению сейсмического эффекта??
3??2??7?? При использовании передвижных сейсмостанций с осциллографической записью и большой скоростью развертки пункт взрыва и все пункты регистрации необходимо обеспечивать радиосвязью?? Включение аппаратуры должно происходить по команде из пункта взрыва за 5-10 с до взрыва в зависимости от скорости развертки?? Отметку момента взрыва следует подавать на каждую сейсмостанцию??
3??2??8?? В случае проведения взрывов и их регистрации с помощью сигналов точного времени сигналы подаются на дополнительный гальванометр каждого из осциллографов в пунктах регистрации?? Одновременно сигналы точного времени и момент взрыва регистрируются также и на пункте взрыва, что позволяет определять времена пробега различных волн??
3??2??9?? Обработка записей взрывов аналогична обработке записей землетрясений и выполняется в соответствии с Инструкцией ИФЗ АН СССР, БОСМЭ ИЗК СО АН СССР, 1983??
3??3?? Метод регистрации микросейсм
3??3??1?? Метод регистрации микросейсм следует применять в качестве вспомогательного в комплексе с другими инструментальными методами для оценки резонансных характеристик грунтов??
3??3??2?? Для выбора эффективной методики наблюдений на первом этапе исследований необходимо проведение опытно-методических работ по изучению амплитудно-частотных характеристик местных источников микросейсм и их спектрально-временной изменчивости??
С этой целью в нескольких пунктах с известным инженерно-геологическим строением следует выполнить синхронные круглосуточные наблюдения??
Круглосуточные наблюдения необходимо повторять в различные дни недели и по возможности в различные сезоны года?? Регистрируются три компоненты движения грунта - две горизонтальные и вертикальная?? Сейсмометры следует устанавливать на твердый грунт и тщательно изолировать от ветровых помех?? В радиусе 150 м от пункта записи не должно быть источников помех?? Для исследования временных вариаций уровня микросейсм следует применять двухфакторный анализ??
3??3??3?? При наличии на изучаемой территории единого локализованного источника микросейсм методика наблюдений должна предусматривать синхронную запись колебаний на эталонном и исследуемом пункте??
В качестве локализованного источника микросейсм рекомендуется использовать железнодорожный транспорт или стационарные промышленные установки??
Для локализации неизвестных источников микросейсм применяется спектрально-поляризационный анализ трехкомпонентных записей??
3??3??4?? При использовании в качестве источника микросейсм железнодорожного транспорта предварительно должны быть изучены законы затухания колебаний с расстоянием и амплитудно-частотные характеристики, возбуждаемые этим источником??
По результатам, полученным на первом этапе исследований, определяются тип и характеристики регистрирующей аппаратуры, время регистрации и оптимальное расстояние между источником и пунктами регистрации??
3??3??5?? При использовании спектрально-поляризационного анализа регистрацию микросейсм следует проводить синхронно трехкомпонентными идентичными установками, расположенными не менее чем в трех пунктах с различными инженерно-геологическими условиями??
3??3??6?? В случае наличия в пределах изучаемой территории нескольких равномерно распределенных источников, соизмеримых по интенсивности, создающих статистически однородное поле микросейсм, следует применять методику наблюдений, разработанную в ИФЗ АН СССР, при которой требование синхронной записи не обязательно??
3??3??7?? Для регистрации микросейсм следует использовать стандартную инженерно-сейсмологическую аппаратуру с осциллографической записью (сейсмометры ВЭГИК, СМ-2, С-5-С, УСФ с гальванометрами ГБ-IV с собственной частотой 10 Гц, установленными в осциллографы Н-700, Н-041, Н-044 и др??), а также аппаратуру с аналоговой магнитной записью типа «Регион», АСС-6 «Черепаха», «Земля» и частотно-избирательные станции?? Комплекты аппаратуры, предназначенные для записи микросейсм, должны быть тщательно идентифицированы, обладать большим увеличением (не менее 10000) и иметь амплитудно-частотные характеристики, позволяющие регистрировать без искажений колебания в диапазоне периодов от 0,1 до 1 с??
3??3??8?? По записям микросейсм определяются приращения сейсмической активности и амплитудно-частотные характеристики грунтов??
3??3??9?? Для оценки изменения интенсивности сильного землетрясения по максимальной амплитуде микроколебаний на том или ином преобладающем периоде используется формула
,
где Аmахi и Аmахэ - максимальные амплитуды микроколебаний соответственно на исследуемом и эталонном грунте??
Примечание?? Значение коэффициента в формуле может быть различным и по возможности должно обосновываться эмпирически на основании макросейсмических данных или данных других методов сейсмического микрорайонирования??
3??4?? Метод сейсмических жесткостей
3??4??1?? Метод сейсмических жесткостей следует применять в комплексе с другими инструментальными методами для количественной оценки относительных изменений (приращений) сейсмической интенсивности на участках с различными инженерно-геологическими условиями??
3??4??2?? Оценку приращений сейсмической интенсивности по методу сейсмических жесткостей следует проводить путем сравнения значений сейсмических жесткостей изучаемых и эталонных грунтов с учетом влияния обводненности разреза и возможных резонансных явлений по формуле
,
где - суммарное приращение сейсмической интенсивности (в баллах) относительно исходной (фоновой) балльности, принимаемой для района исследований в соответствии с РСН 60-86;
- приращение сейсмической интенсивности за счет различия сейсмической жесткости грунтов на изучаемом и эталонном участке;
- приращение сейсмической интенсивности за счет ухудшения сейсмических свойств грунтов на изучаемом участке при обводнении (водонасыщении);
- приращение сейсмической интенсивности за счет возможного возникновения резонансных явлений при резком различии сейсмических жесткостей в покрывающей и подстилающей толще пород изучаемого разреза??
3??4??3?? Приращение сейсмической интенсивности за счет различия грунтовых условий определяется по формуле
где и - средневзвешенные значения скоростей распространения продольных или поперечных волн для расчетной толщи грунтов на эталонном и исследуемом участке;
и - средневзвешенные значения плотностей грунтов для расчетной толщи на эталонном и исследуемом участке
Примечание?? Мощность расчетной толщи принимается в соответствии с требованиями РСН 60-86??
3??4??4?? Значения скоростей распространения продольных и поперечных волн в грунтах определяются с помощью наземных и скважинных сейсморазведочных наблюдений?? Аппаратурно-технические и методические особенности сейсморазведочных наблюдений для изучения верхней части разреза определяются требованиями РСН 66-87 «Инженерные изыскания для строительства?? Сейсморазведка»??
Примечания: 1?? Для оценки приращения сейсмической интенсивности неводонасыщенных грунтов используются скорости распространения продольных Vp и поперечных Vs волн?? Для водонасыщенных грунтов следует использовать только значения Vs??
2?? При отсутствии данных о скоростях распространения поперечных волн допускается приближенная оценка их значений по значениям скоростей распространения поверхностных волн VR, с использованием соответствующих корреляционных зависимостей вида
3??4??5?? Для разрезов, содержащих несколько слоев, характеризующихся резким различием значений скоростей, средняя скорость вычисляется по формуле
где Н - мощность расчетной толщи;
tt - время вертикального пробега упругой волны в каждом слое;
