Способ сейсмозащиты грунтовой плотины Советский патент 1991 года по МПК E02B7/52 

СО

с

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

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 колебаний 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, скатьное основание 3, центральное водоупорное ядро 4: упорные призмы 5 из галечника, упорный банкет 6 из 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 1н, fst - частоты колебания натурной плотины и модели - позиции а и b соответственно; А - амплитуда колебаний На фиг

сл

N

4 СО

о

А: максимальная и текущая амплитуды ускорения колебаний скального основания; масштаб ускорений: 1,0 90 гн и ту. - моменты начала и окончания колебаний соответственно; пунктиром показано направление временного дрейфа частот колебаний с максимальными интенсивностями. На фиг. 5 См, Ci - максимальная и текущая амплитуды ускорения колебаний гребня плотины; 1,0 210 см/с2; г - текущее время; Тн и TV - 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 сейсмоприемни- коа, кабельных коммуникаций, регистрато- роп 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. Из 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 102 - 103 раз меньше по сравнению с энергией основного воздействия) образуются регулярные колебания на одной из субгармоник плотины. Из-за нелинейности материала грунтовой плотины энергия колебаний, расположенная по гармоникам собственных колебаний сооружения, начнет перетекать на гармонику, имеющую регулярную основу (за 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 сейсмозящиты 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, отличающийся 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 воли 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 вторых 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 амплитудой и частотой.

1654436

Поперечный разрез 5 1

Продольный разрез

®и.г.З

Ю 20

Фиг /

Ю

3 2

Фиг г

W 50 60 A, см

Ci/Сн t.O-O 6 06-0.3 03-00

Редактор Е. Хорин

Г„5ЮГ5

Фиг.$

Составитель А. Знаменский

Техред М.МоргенталКорректор Л. Бескид

CI/CH

го г,