3. Экспериментальное определение сейсмических колебаний
3.1. Приборы и оборудование
Для регистрации сейсмических колебаний в настоящее время используют автономные микропроцессорные приборы, в том числе сейсмограф MiniMate Plus канадской фирмы Instantel (рис. 2.) и отечественный сейсморегистратор, созданный на основе измерителя-регистратора напряжений АИР (УРАН) и сейсмоприемников типа СВ1-10, СГ1-1 («Светлячок») и GS-3C (рис. 3).
Рис.
2
Рис. 3
Прибор MiniMate Plus при подключении линейного микрофона также позволяет определять давления воздуха УВВ (рабочий диапазон до 148 дБ, максимум 500 МПа). Для фиксирования колебаний земной поверхности используется трехосный датчик-преобразователь (диапазон частот от 2 до 300 Гц, диапазон амплитуд – до 25,4 см/с.), который имеет три крепежных штыря для установки на мягких поверхностях. Также данный датчик-преобразователь может крепиться с помощью болтов к твердым и жестким поверхностям, включая полы, стены и потолки.
3.2. Проведение измерений
Для регистрации сейсмических колебаний сейсмоприемники устанавливаются в требуемом месте (например, на грунте у основания здания) и ориентируются относительно взрыва по вертикальной, продольной и поперечной осям. Анализируя полученную в результате измерений сейсмограмму, определяют максимальные скорости колебаний грунта по осям, результирующую скорость колебаний, периоды колебаний, а при необходимости и другие показатели сейсмического действия взрыва. Пример типичной сейсмограммы приведен на рис. 4.
Программное обеспечение, поставляемое совместно с приборами, позволяет вычислять все необходимые характеристики сейсмического действия взрыва.
В лабораторных условиях взрыв моделируется ударом на стандартном вертикальном копре с массой груза 16 кг. При этом измерение скорости колебаний производится при постоянной энергии удара (Q) и различном расстоянии R или при постоянном R и изменении энергии удара (высоты поднятия груза). Регистрация и запись сейсмических колебаний осуществляется трехкомпонетным датчиком GS-3C и прибором УРАН-Интелекон.
Рис. 4. Сейсмограмма. Датчик GS-3C с записью на прибор УРАН-Интелекон
4. Анализ результатов
Вычислить наибольшую результирующую скорость колебаний
При известных значения Q и R, определить параметры уравнения (10) n и k.
На основании выданного задания определить суммарный ранг сооружения (12) и допустимую скорость колебаний по табл. 3.
Определить максимальную величину одиночного заряда Qmax на расстоянии R, при котором скорость колебаний не превысит допустимую. Решить обратную задачу – найти минимальное расстояние Rmin, на котором взрыв заряда Q не вызовет повреждений зданий и сооружений.