CC BY
8
ISSN 1999-4125 (Print) Научная статья УДК 550.34.06
DOI: 10.26730/1999-4125-2023-4-15-25
ISSN 2949-0642 (Online)
КОРРЕКТИРОВКА СЕЙСМИЧНОСТИ участка северо-западного
ОБХОДА Г. КЕМЕРОВО
Власов Максим Алексеевич1, Герасимов Олег Васильевич2, Никулин Николай Юрьевич2, Простов Сергей Михайлович1
'Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева 2ООО «Нооцентр»
*для корреспонденции: maxsdss@mail.ru
Аннотация.
Описала методика проведения сейсмомикроразведочных работ методом преломленных волн и комплекса скважинных геофизических исследований, включающих методы гамма-гамма и гамма-каротажа, кажущихся сопротивлений и естественной поляризации. С целью построения скоростного разреза сейсмические зондирования выполнялись в модификации одиночных сейсмозондирований с получением пар встречных годографов и годографа, полученного в центральном пункте возбуждения. Построена модель, включающая параметры сейсмичных доменов района исследований и линеаменты. Домены охватывают объемы геологической среды, внутри которых с равной плотностью расположены (рассеяны) очаги землетрясений умеренных и невысоких магнитуд. Линеаменты представляют собой модели разломов, их координаты в плане получены путем интерпретации структурно-тектонической карты, а сейсмический режим вычислялся из обработки каталога землетрясений. Линеаменты несут основную часть сейсмического потенциала, так как вдоль них размещаются очаги наиболее крупных землетрясений. На основе комплексного анализа приведены результаты оценки расчетной интенсивности, скоростные поперечные разрезы и параметры колебаний для землетрясений с различным периодом повторяемости. Дана оценка сейсмической интенсивности по результатам сейсмомикроразведочных работ и прогноза сейсмических свойств грунтов, по результатам которых сейсмическую интенсивность удалось понизить на каждой опоре на 1 балл.
Информация о статье
Поступила: 17 мая 2023 г.
Одобрена после рецензирования: 15 сентября 2023 г.
Принята к публикации: 20 сентября 2023 г.
Опубликована: 27 сентября 2023 г.
Ключевые слова:
сейсмомикроразведочные работы; преломление волн; гамма-гамма каротаж; домен; линеамент; скоростной разрез; сейсмическая интенсивность.
Для цитирования: Власов М.А., Герасимов О.В., Никулин Н.Ю., Простов С.М. Корректировка сейсмичности участка северо-западного обхода г. Кемерово // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2023. № 4 (158). С. 15-25. Б01: 10.26730/1999-4125-2023-4-15-25,
Ведение.
В последнее время проблемы уточнения исходной сейсмичности (УИС) и сейсмического микрорайонирования (СМР) приобрели особую актуальность [1-4]. Колебания в земной коре происходят регулярно. Опасность на территории Сибири возникает не только от геологических особенностей, но и из-за большого количества шахт, разрезов и карьеров, ведь Кузбасс - это «Угольное сердце России». Довольно часто жители региона ощущают сильные взрывы на карьерах и разрезах, более интенсивные, чем природные подземные толчки в грунтах основания.
На современном этапе проблема защиты зданий и сооружений от сейсмических воздействий является задачей первостепенной важности. Актуальность исследований в этом направлении в свете недавних разрушительных землетрясений, а также ускоренного развития инфраструктуры сейсмоактивных районов Дальнего Востока, Байкала, Краснодарского края, Северного Кавказа очевидна.
Рис. 1. Карты ОСР-2015: а - ОСР - 2015 А, б - 2015 - В, в - 2015 - С Fig. 1. OSR-2015 maps: a - OSR - 2015 A, b - 2015 - B, b - 2015 - C
\ Тпшптпш ////7 ;
1 Рис. 2. Схема сейсмической установки: ПВ-1-5 - пункты возбуждения упругих волн; i
| V - приемники |
\ Fig. 2. The scheme of the seismic installation: PV-1-5 - points of excitation of elastic waves; \
! Y- receivers \ i_______________________________________________________________________________________
Инженерный анализ последствий катастрофических землетрясений позволяет сделать важные выводы для получения новых данных. Отсюда следует, что при постройке объектов инфраструктуры необходимо производить сейсморазведочные работы и изучать сейсмическую интенсивность [5].
Исходную сейсмичность оценивают по картам общего сейсмического районирования ОСР - 2015 А, B, С, которые отражают соответственно 10%, 5%, 1%-ную вероятность возникновения в течение 50 лет в любом пункте зоны сотрясения, интенсивность которого равна значению балла, указанному на карте для данной зоны, либо превышает это значение. Это соответствует повторяемостям такого сотрясения 1 раз в 500, 1000, 5000 лет. Как видно из Рис. 1, по картам ОСР - 2015 А и В исследуемый участок относится к шестибалльной зоне, то есть вероятность сотрясения в 6 баллов в течение 50 лет здесь составляет 10 и 5% соответственно (повторяемость такого сотрясения раз в 500 и 1000 лет), по карте С эта территория относится к семибалльной зоне с повторяемостью сотрясения 7 баллов 1 раз в 5000 лет.
Методы исследования.
Исследуемая площадка располагается на р. Томь Кемеровской области в районе автомобильной дороги Кемерово - Яшкино - Тайга, севернее села Верхотомка между п. Денисово и п. Креково. Подробное описание площадки строительства представлено в статье [6].
Детализация сейсмичности и районирование территорий реализуется методами геофизики. В мировой практике широко используется комплексный подход при проведении геофизических работ. Как правило, при малоглубинных исследованиях он включает многоволновую сейсморазведку, высокоразрешающую электроразведку и скважинные исследования [7-16]. Инженерно-геологические работы проводились в соответствии со Сводом правил СП 269, СП 115, одобренным Департаментом развития научно-технической политики и проектно-изыскательских работ Госстроя России.
Сейсмомикроразведочные работы (СМР) выполнялись методом преломленных волн (МПВ) с использованием сейсморазведочной станции «ЭЛЛИСС-3» с 24 каналами, шаг между
которыми был принят 2,5 м. С целью построения скоростного разреза сейсмические зондирования выполнялись в модификации одиночных сейсмозондирований с получением пар встречных годографов и годографа, полученного в центральном пункте возбуждения. Схема расположения пунктов возбуждения по отношению к расстановке сейсмической косы приведена на Рис. 2.
Из-за стесненных условий при проведении работ установка сейсмического зондирования включала 3 пункта возбуждения (ПВ), 2 фланговых ПВ - 2 и ПВ - 4, центральный ПВ - 3. Выносные пункты возбуждения упругих волн ПВ - 1 и ПВ - 5 использовались с целью увеличения глубинности исследований. В качестве источника упругих волн применялся груз массой 500 кг, сбрасываемый с передвижного пункта удара (ППУ), который представлял собой буровую установку УРБ 2А2 на базе автомобиля ЗИЛ 131. Необходимость использования ППУ была обусловлена проведением исследований на поверхности, сложенной рыхлыми гравийно-галечниковыми отложениями, представляющими собой среду с высоким волновым сопротивлением, что негативно сказывалось бы на качестве полученного материала (сейсмограмм) из-за затухания сигнала. Т.к. использование ППУ предполагало сброс груза в вертикальном направлении по отношению к поверхности земли, то в качестве исследуемых волн были приняты продольные волны, которые фиксировались вертикальными сейсмоприемниками GS20 - DX. Однако в качестве скоростных характеристик грунтов, необходимых для решения задач СМР, используются скорости распространения поперечных волн Vs, определение которых осуществлялось методом многоканального анализа поверхностных волн MASW. Изучение Vs методом MASW позволило совместить сейсморазведочные исследования с решением задач исследования закарстованности и СМР.
Установки сейсмического зондирования располагались на участках проектируемых береговых опор моста. В русловой части исследования не проводились, СМР осуществлялся путем интерполяции сейсмических характеристик грунтов, полученных в ходе сейсморазведочных работ в пойме реки. Регистрация геофизических исследований в скважинах проводилась аппаратурой комплексного каротажа АКК-6-01 «Сосна», установленной на каротажный подъемник МПЗ С22-50. Измерения методами гамма-каротажа (ГК) кажущихся сопротивлений (КС) и естественной поляризации (ПС) с потенциал-зондом В0,95А0,1М проводились одновременно, за один спуско-подъем, скважинным прибором КП-82БКР. Для увеличения порога чувствительности сцинтилляционный детектор гамма-канала экранировался алюминиевым защитным экраном. Дополнительными спусками и регистрацией на АКК-6-01 выполнялись кавернометрия и резистивиметрия. Регистрация методами каротажа проводилась в автоматическом режиме в цифровой форме с шагом квантования 10 см на бортовой компьютер, входящий в состав аппаратуры АКК-6.
Измерения методами гамма-гамма каротажа (ГГК) проводились с использованием каротажной станции СК-1-74М с аппаратурой КП-82БКР. Измерялась интенсивность рассеянного гамма-излучения, находящаяся в обратной зависимости от плотности горных пород. Запись ГГК проводилась одновременно с ГК при постоянной интегрирующей контура, равной 1,5 с в масштабе 1:200, и 0,75 с в масштабе 1:50, на регистратор НО-65. Скорость подъема при регистрации в масштабе 1:200 составляла 200-360 м/ч, в масштабе 1:50 - 120-150 м/ч. Источник ионизирующего излучения-Цезий-137 активностью 1,2+10 Бк (0,0297 Ки), размер зонда 40 см.
Результаты ГГК переводились в цифровую форму c шагом квантования 10 см и передавались в форме таблиц Excel для перевода в форматы PRN, ГИС и ЛАС для их интерпретации и выноски на геологическую документацию.
Предварительно кривые ГГК сопоставлялись и увязывались по глубинам с данными КС, ГК, кавернометрии, записанными на регистраторе АКК-6-01 «Сосна» по характерным точкам на кривых гамма-каротажа. Стабильность работы канала гамма-каротажа оценивалась по измерениям интенсивности гамма-излучения от рабочего эталона до и после каротажа и сравнением их с измерениями при градуировании. Среднеквадратичное отклонение за весь период работ составило 3,4%, при инструктивном - 7,0%.
Основой для оценки сейсмической опасности (определения исходного балла) конкретной площадки является модель сейсмичности, которая составляется на основе карты сейсмогенерирующих структур, созданной, в свою очередь, в результате анализа всего необходимого и имеющегося для ее составления геолого-геофизического, тектонического и
сейсмологического материала. Домены (площади в плане) охватывают объемы геологической среды, внутри которых с равной плотностью расположены (рассеяны) очаги землетрясений умеренных и невысоких магнитуд (в методике ОСР принята магнитуда М < 5,5). В Таблице 1 приведены домены района исследований.
Таблица 1. Домены района иссследований Table 1. Domains of the research district
Домен -Mmax Сейсмический поток, событий/год Площадь, тыс. км2
М = 5,5 5 1 1 M = 4,5 1 1 4
D-262 4 - - - 0,007368 873,55
D-287 5,5 0,014682 0,031499 0,067577 0,144977 225,29
D-297 4,5 - - 0,001461 0,003887 144,86
D-300 5,5 0,016364 0,045279 0,125285 0,346657 257,9
у Ь
а /
/ у D
/ /
3,5 A 4,5 5 5,5 А/
Рис. 3. Графики периодов повторяемости землетрясений разных магнитуд М в пределах всего домена D-287 и его частей D-287a и D-287b, периоды (Т, годы) повторяемости землетрясений разных магнитуд (М) в пределах всего домина (D) и его частей (а, b) Fig. 3. Graphs of the recurrence periods of earthquakes of different magnitudes M within the entire domain D-287 and its parts D-287a and D-287b, periods (T, years) of recurrence of earthquakes of different magnitudes (M) within the entire domain (D) and its parts (a, b)
Следует отметить, что участок изысканий находится в пределах домена ,0-287, который может генерировать землетрясения с максимальной магнитудой Ммах = 5,5. Однако для дальнейшей оценки необходимо получить сейсмические характеристики этого и окружающих доменов.
Домен ,-287 разделен на две части ,-287а и ,-287Ъ. Оценка Ммах = 5,5 была отнесена к южной части домена ,-287Ъ. Максимальная магнитуда ожидаемых землетрясений в ,-287а принята равной Ммах = 5,0, что не противоречит максимальной наблюденной здесь магнитуде землетрясений каталога М = 4,0 (Рис. 3).
Линеаменты (линии в плане) служат основным каркасом ЛДФ-модели и отображают на земной поверхности в генерализованном виде оси верхних кромок трехмерных и относительно четко выраженных сейсмоактивных структур. Они несут основную часть сейсмического потенциала, так как вдоль них размещаются очаги наиболее крупных землетрясений (в методике ОСР для линеаментов принята магнитуда М > 6). Линеаменты представляют собой модель разломов, их координаты в плане получены путем интерпретации структурно-тектонической карты, а сейсмический режим вычисляется из обработки каталога землетрясений.
Все линеаменты расположены на южной границе зоны и могут генерировать землетрясения только с Ммах = 6, поэтому их влияние для карт А и В, скорее всего, несущественно сказывается на сейсмичности участка работ, однако для более длительных периодов их вклад в интенсивность сейсмических колебаний района может быть весьма высок. В Таблице 2
Таблица 2. Линеаменты района исследования Table 2. Lineaments of the research district
№ Сейсм. поток М = 6 Длина, км Ф, град X, град
L-0421 0,00045 58,321 54,77 - 54,5 84,17 - 84,95
L-0422 0,000684 88,696 54,85 - 54,16 84,23 - 83,54
L-0440 0,000702 91,059 54,5 -53,84 84,95 - 85,78
L-0455 0,000374 48,929 53,84 -53,42 85,78 - 85,56
L-0462 0,701 90,531 54,55 -53,86 86,07 - 86,81
L-0471 0,000205 27,505 53,83 -53,59 86,82 - 86,92
L-0473 0,000569 73,331 53,59 -53,04 86,92 - 86,31
L-0477 0,000405 52,771 53,95 -53,51 87,19 - 87,49
L-0493 0,000734 94,976 54,61 -53,81 88,12 - 88,63
L-0497 0,001819 235,809 54,32 -53,25 88,27 - 85,16
L-0500 0,001634 212,257 53,81 -52,01 88,63 - 87,58
L-0501 0,000489 62,823 54,15 -53,61 88,69 - 88,97
L-0502 0,000326 43,417 54,54 -54,15 88,7 - 88,69
L-0521 0,000264 33,495 54,28 -54,02 90,25 - 90,51
L-0535 0,000752 97,664 54,65 -54,18 90,97 - 89,69
L-0536 0,000503 64,784 54, 65 -54,51 90,97 - 91,95
L-0550 0,000762 98,746 54,5 -54,2 91,78 - 90,34
Рис. 4. Расчетная сетка с шагом 5 х 5 км: 1 - зона расчетной сесмичности; \
2 - расположение исследуемого объекта; 3 - узел сетки с шагом 5 х 5 км \
Fig. 4. The calculated grid with a step of 5 х 5 km: 1 - the zone of calculated seismicity; i
2 - the location of the object under study; 3 - the grid node with a step of 5 х 5 km 1 i_______________________________________________________________________________________.
приведены линеаменты района исследований, где ф - угол, образованный перпендикуляром к поверхности в данной точке и плоскостью экватора, а X - двугранный угол между плоскостями геодезического меридиана данной точки и Нулевого меридиана.
Для проведения площадного расчета была построена сетка с шагом 5х5 км на площади радиусом 150 км вокруг района работ (Рис. 4). Далее в программе EAST-2016 с использованием базы доменов и линеаментов, обладающих выше описанными свойствами,
Таблица 3. Оценка расчетной интенсивности Table 3. Estimation of the calculated intensity
Площадка Координаты Интенсивность сотрясений I для периода повторяемости
ЛТ(с.ш) Е(в.д.) 500 лет (карта А) 1000 лет (карта В) 2000 лет 5000 лет (карта С) 10000 лет (карта D)
Мост, Северозападный обход г. Кемерово 55,51 85,89 5,74 (5,7) 6,21 (6,2) 6,75 (6,8) 7,36 (7,4) 7,80 (7,8)
Rvmipr rr dp =rl
кл
I X J4K Dbpth llUVi Üf> I
! Рис. 5. Скоростной разрез, полученный методом MASW \
\ Fig. 5. High-speed section obtained by the MASW method !
была рассчитана интенсивность сотрясений для каждого узла (выделены красными точками) данной расчетной сетки.
На заключительной стадии работ по оценке сейсмической опасности интенсивность сотрясений земной поверхности вычисляется от каждого виртуального очага в отдельности с учетом его размера и закона затухания сейсмических сотрясений с расстоянием. Расчеты производятся для каждого узла квадратной сетки. В основу расчета повторяемости сейсмических воздействий различной интенсивности на изучаемой территории и ее сейсмического районирования положена виртуальная сейсмичность, полученная путем «разыгрывания» случайным образом гипотетических очагов землетрясений из продленного во времени синтетического каталога и в соответствии с созданной моделью.
Опрашивая каждый из виртуальных очагов и учитывая затухание сейсмического эффекта с расстоянием, для каждого узла сетки рассчитывается интенсивность колебаний I в баллах. Оценки расчетной интенсивности для участка работ по всем вариантам расчета приведены в Таблице 3.
Коэффициент за сейсмический режим определялся по формуле:
Таблица 4. Параметры колебаний для землетрясений с различным периодом повторяемости на участке расположения опоры №1
Table 4. Oscillation parameters for earthquakes with different recurrence periods at the location of support №1
Период повторяемости землетрясений Расчетные параметры горизонтальных колебаний грунта
Перемещение U, см Скорость V, см/с Ускорение W, см/с2
Раз в 500 лет (Карта ОСР-2015 А) 2,2 4,3 54,1
Раз в 1000 лет (Карта ОСР-2015 В) 3,1 6,1 76,8
Раз в 500 лет (Карта ОСР-2015 С) 7,1 14,1 176,4
Раз в 2000 лет 4,7 9,3 116,3
Таблица 5. Сейсмическая интенсивность, определенная по результатам СМР и УИС Table 5. Seismic intensity determined by the results of SMR and UIS_
№ Объект ПК Категория грунта за сейсмические свойства Сейсмическая интенсивность I
Период повторяемости, лет
500 лет (карта А) 1000 лет (карта В) 2000 лет 5000 лет (карта С)
1 Мост (Опора №1) 282+31,61 III 6,1 6,6 7,2 7,8
2 Мост (Опора №2) 283+36,61 II 5,1 5,6 6,2 6,8
3 Мост (Опора №3) 284+41,61 II 5,1 5,6 6,2 6,8
4 Мост (Опора №4) 285+46,61 II 5,1 5,6 6,2 6,8
5 Мост (Опора №5) 286+51,61 II 5,1 5,6 6,2 6,8
6 Мост (Опора №6) 287+56,61 II 5,1 5,6 6,2 6,8
7 Мост (Опора №7) 288+61,61 II 5,1 5,6 6,2 6,8
8 Мост (Опора №8) 289+66,61 III 6,0 6,5 7,1 7,7
9 Мост (Опора №9) 290+35,61 III 5,9 6,4 7,0 7,6
10 Мост (Опора №10) 291+09,31 II 5,4 5,9 6,5 7,1
КСр = (1)
где 51зг = 1ут — 1ис; 1ут— уточненная сейсмическая интенсивность; 1ис — исходная сейсмическая интенсивность, принимаемая по картам ОСР — 2015.
Коэффициент на динамические свойства грунтовой толщи (ее сейсмической жесткости) определялся по формуле:
^гр = 2 1,6719( ^ (2)
где ру — сейсмическая жесткость грунта расчетной толщи, т/м2с;р — плотность грунта, т/м3; V — скорость поперечных сейсмических волн в расчетной толще, м/с.
Согласно Рис. 5, значение скорости поперечной сейсмической волны для коренных пород в характерной точке СЗ-1 на глубине 11 м составило 1050 м/с. Период повторяемости колебаний скальных пород принят из справочных данных равным 0,12.
Таким образом, длина волны равна X = 1050 х 0,12 = 126 м. Отношение длины волны к глубине долины равно х = X/H = 126 / 98 = 1,29. Так как мостовой переход возвышается над дном долины в среднем на 40 м, то, используя линейную интерполяцию, было установлено, что коэффициент влияния рельефа местности на этом уровне равен Крм = 0,99 . Особенности построения скоростных волн рассмотрены более детально в публикациях [17,18] и различных строительных нормах, в таких как РСН 60-86 и РСН 65-87, СП 269. Динамические характеристики грунтов скорректированы с использованием коэффициентов Кср, Кгр, Крм, определенных выше по приведенным формулам.
Результаты.
Исходные амплитудные характеристики колебаний грунта в горизонтальной плоскости в районах (пунктах), расположенных на ровных участках местности и сложенных средними по сейсмическим свойствам грунтами, принимаются следующими:
- при сейсмичности 6 баллов:
ускорения (PGA=0,051g) - W = 50 см/с2, скорости - V = 4,0 см/с, перемещения - U = 2,0 см;
- при сейсмичности 7 баллов:
ускорения (PGA=0,102g) - W = 100 см/с2, скорости - V = 8,0 см/с, перемещения - U = 4,0 см.
Используя ранее рассчитанные коэффициенты Кср, Кгр, Крм выполнили корректировку амплитудных характеристик для карт 0СР-2015 А, В, С и периода повторяемости землетрясения 1 раз в 2000 лет. Результаты уточнения приведены в Таблице 4 для береговой опоры №1.
Дана обобщенная оценка сейсмической интенсивности для опор моста в целочисленных значениях балла. Сейсмическая интенсивность, определенная по результатам сейсмического микрорайонирования и оценки сейсмических свойств грунтов представлены в таблице 5.
Выводы.
1. По результатам работ по СМР и оценке сейсмических свойств грунтов исследуемый район представлен тремя микрозонами:
- микрозона, приуроченная к руслу и пойме реки (опоры №2-7) - сейсмическая интенсивность этой микрозоны по карте 0СР-2015 В - 6 баллов; по карте С - 7 баллов; для периода повторяемости раз в 2000 лет - 6 баллов;
- микрозона береговых склонов располагается на участке проектируемых опор №1, №8) -сейсмическая интенсивность этой микрозоны по карте 0СР-2015 В - 7 баллов; по карте С - 8 баллов; для периода повторяемости раз в 2000 лет - 7 баллов;
- микрозона береговых склонов с близким залеганием скальных пород располагается в районе опор №9 и №10. Сейсмическая интенсивность этой микрозоны по карте 0СР-2015 В - 6 баллов; по карте С - 7 и 8 баллов, а для периода повторяемости раз в 2000 лет - 7 баллов.
2. Проведение сейсморазведочных работ совместно с выполненными расчетами наглядно показало, что сейсмическую интенсивность удалось понизить на каждой опоре на 1 балл. В свою очередь, это способствовало уменьшению стоимости строительства данного объекта без угрозы сейсмического воздействия.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Достанова С. Х., Токпанова К. Е., Сахи С. Г. Проблемы теории и практики сейсмостойкости зданий и сооружений // Евразийский Союз Ученых. 2020. № 11 (80). С. 48-53.
2. Солодкий И. А. Сравнительный обзор методов строительства в сейсмически активных районах // Символ науки. 2018. № 9. С. 5-7.
3. Половников С. С., Табрин В. Л., Шабалин С. В. Кинематическая обработка сейсморазведочных данных, полученных в сложных сейсмологических условиях // Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих ресурсов России. 2018. № 3 (35). С. 315-321.
4. Давыдов В. А., Щапов В. А., Цай Г. А. Изучение опасных природных и техногенных геологических процессов с помощью геофизических методов // Известия Уральского государственного горного университета. 2018. № 2 (50). С. 65-71.
5. Джинчвелашвили Г. А., Колесников А. В., Заалишвили В. Б., Годустов И. С. Перспективы развития систем сейсмоизоляции современных зданий и сооружений // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2009. № 6. С. 27-31.
6. Власов М.А., Герасимов О.В., Плотников А.В., Простов С.М. Особенности геологического строения участка основания северо-западного обхода г. Кемерово // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2023. № 3 (157). С. 4-13. DOI: 10.26730/1999-4125-2023-3-4-13, EDN: NQGCUC
7. Мельник Е. А., Оленченко В. В. Комплексная интерпретация данных геофизических исследований в составе инженерно-геологических изысканий // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2018. № 3. С. 288-294.
8. Ganerod G. V. Comparison of geophysical methods for sub-surface mapping of faults and fractures zones in a section of the Viggja road tunnel, Norway // Bulletin of Engineering and the Environment. 2006. 65 (3):231-243.
9. Nemeth B., Clowes R., Hajnal Z. Lithospheric structure of the Trans-Hudson Orogen fromseismic refraction -wide-angle reflection studies // Canadian Journal of Earth Sciences. 2005. 42(4):435-456.
10. Санфиров И. А., Жикин А. А., Ярославцев А. Г. Малоглубинная сейсморазведка 3D на участках со сложным геологическим строением // Журнал Пермского федерального исследовательского центра. 2019. № 2. С. 18-28.
11. Бородкин В. Н., Курчиков А. Р., Недосекин А. С., Лукашов А. В., Смирнов О. А., Фирстаева Е. Н., Погрецкий А. В. Сейсмогеологическая модель палеозой-мезозойских отложений Белоостровского, Скуратовского и Нярмейского лицензионных участков акватории Карского моря по данным сейсморазведки 3D // Геология нефти и газа. 2019. № 1. С. 72-85.
12. Хуррамов А. Ч., Мирзаолимов И. Ю., Сафаров Ш. Ш. Способы защиты мостовых конструкций от внешних воздействий и их сравнительный анализ // Academic research in educational sciences. 2021. № 2 (8). С. 204-212.
13. Gabibov F., Aliyev V., Gafarov E., Akhmedova A., Magerramova S. Study of the stability and safety of the dam on lake Boyuk-Shor in Baku // Reliability: Theory and Applications. 2022. 4 (70): 140-145.
14. Ivanov A. Y., Chernogorskiy S. A., Vlasov M. P. Seismic design optimization considering base-isolation system // Magazine of Civil Engineering. 2018. 4 (80):138-150.
15. Nigmetov G., Savinov A., Nigmetov T. Assessment of individual seismic risk for the population, taking into account the actual seismic resistance of buildings and the seismicity of soils // Reliability: Theory and Applications. 2022. 4 (70):172-179.
16. Belash T. A., Ivanova T. V. Earthquake resistance of buildings on thawing permafrost grounds // Magazine of Civil Engineering. 2020. 1 (93): 50-29.
17. Чернышов Г. С., Дучков А. А., Сердюков А. С. Применение метода волновой томографии для обработки данных малоглубинной сейсморазведки // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2017. № 2 (4). С. 90-94.
18. Тяпин А. Г. «Старые» и «новые» узлы в моделировании сложных грунтовых условий // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2019. № 6. С. 14-19.
© 2023 Авторы. Эта статья доступна по лицензии CreativeCommons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная (https://creativec0mm0ns.0rg/licenses/by/4.0/)
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Об авторах:
Власов Максим Алексеевич, аспирант, Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, (650000, Россия, г. Кемерово, ул. Весенняя, 28), e-mail: maxsdss@mail.ru Герасимов Олег Васильевич, канд. техн. наук, генеральный директор, ООО «Нооцентр», (650056, Россия, г. Кемерово, ул. Ворошилова, 30), e-mail: gerasimov@noocentr.com
Никулин Николай Юрьевич, канд. техн. наук, ведущий инженер-геофизик, ООО «Нооцентр», (650056, Россия, г. Кемерово, ул. Ворошилова, 30), e-mail: n.y.nikulin@mail.ru
Простов Сергей Михайлович, докт. техн. наук, профессор, Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, (650000, Россия, г. Кемерово, ул. Весенняя, 28), e-mail: psm.kem@mail.ru
Заявленный вклад авторов:
Власов Максим Алексеевич - обзор литературы по теме исследования, сбор и анализ данных, написание текста.
Герасимов Олег Васильевич - постановка задачи и организация проведения сейсмомикроразведочных работ.
Никулин Николай Юрьевич - проведение сейсмомикроразведочных работ, анализ данных. Простов Сергей Михайлович - научный менеджмент, анализ данных, выводы.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
Original article
ADJUSTMENT OF SEISMICITY OF THE SECTION OF THE NORTH-WESTERN
BYPASS OF KEMEROVO
Maksim A. Vlasov \ Oleg V. Gerasimov 2, Nikolay Y. Nikulin 2, Sergey M. Prostov 1
:T. F. Gorbachev Kuzbass State Technical University 2«Nootsentr»
*for correspondence: maxsdss@mail.ru
Abstract.
The technique of conducting seismic micro-exploration by the method of refracted waves and a complex of borehole geophysical studies, including methods of gamma-gamma and gamma-logging, apparent resistances and natural polarization, is described. In order to construct a velocity section, seismic sounding was performed in the modification ofsingle seismic sounding with the receipt of a pair of counter hodographs and a hodograph obtained at the central excitation point. Model including parameters of seismic domains of the research area and lineaments is constructed. The domains cover the volumes of the geological environment, within which the foci of moderate and low magnitude earthquakes are located (scattered) with equal density. Lineaments are a model of faults, their coordinates in the plan are obtained by interpreting the structural-tectonic map, and the seismic regime is calculated from the processing of the earthquake catalog. The lineaments carry the main part of the seismic potential, since the foci of the largest earthquakes are located along them. Based on a comprehensive analysis, the results of estimating the calculated intensity, velocity cross sections and oscillation parameters for earthquakes with different recurrence periods are presented. An assessment of the seismic intensity is given based on the results of seismic micro-exploration and a forecast of the seismic properties of soils, according logging; domains; lineaments; to the results of which the seismic intensity was reduced by 1 point on each velocity sections; seismic support.
intensity
For citation: Vlasov M.A., Gerasimov O.V., Nikulin N.Y., Prostov S.M. Adjustment of seismicity of the section of the north-western bypass of Kemerovo. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta=Bulletin of the Kuzbass State Technical University. 2023; 4(158):15-25. (In Russ., abstract in Eng.). DOI: 10.26730/1999-4125-2023-4-15-25, EDN: PDBSRI
REFERENCES
1. Dostanova S.Kh., Tokpanova K.E., Sakhi S.G. Problemy teorii i praktiki seismostoikosti zdanii i sooruzhenii [Problems of theory and practice of earthquake resistance of buildings and structures]. Evraziiskii Soyuz Uchenykh [Eurasian Union of Scientists]. 2020; 11:48-53.
2. Solodkii I.A. Sravnitel'nyi obzor metodov stroitel'stva v seismicheski aktivnykh raionakh [Comparative review of construction methods in seismically active areas]. Simvolnauki [Symbolof science]. 2018; 9:5-7.
3. Polovnikov S.S., Tabrin V.L., Shabalin S.V. Kinematicheskaya obrabotka seismorazvedochnykh dannykh, poluchennykh v slozhnykh seismologicheskikh usloviyakh [Kinematic processing of seismic survey obtained in complex seismological conditions]. Problemy resursnogo obespecheniya gazodobyvayushchikh resursov Rossii [Problems of resource provision of gas producing resources of Russia]. 2018; 35(3):315-321.
4. Davydov V.A., Shchapov V.A., Tsai G.A. Izuchenie opasnykh prirodnykh i tekhnogennykh geologicheskikh protsessov s pomoshch'yu geofizicheskikh metodov [Study of hazardous natural and man-made geological processes using geophysical methods]. Izvestiya Ural'skogo gosudarstvennogo gornogo universiteta [Proceedings of the Ural State Mining University]. 2018; 50(2):65-71.
5. Dzhinchvelashvili G.A., Kolesnikov A.V., Zaalishvili V.B., Godustov I.S. Perspektivy razvitiya sistem seismoizolyatsii sovremennykh zdanii i sooruzhenii [Prospects for the development of modern systems of seismic isolation of buildings and structures]. Seysmostoykoe stroitel'stvo. Bezopasnost' sooruzheniy [Earthquake-resistant construction.
Article info
Received: 17 May 2023
Accepted for publication: 15 September 2023
Accepted: 20 September 2023
Published: 27 September 2023
Keywords: seismic microexploration work; wave refraction; gamma-gamma
Safety of structures]. 2009; 6:27-31.
6. Vlasov M.A., Gerasimov O.V., Plotnikov A.V., Prostov S.M. Features of the geological structure of the base section of the north-western bypass of Kemerovo. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta=Bulletin of the Kuzbass State Technical University. 2023; 3(157):4-13. (In Russ., abstract in Eng.). DOI: 10.26730/1999-4125-20233-4-13, EDN: NQGCUC
7. Mel'nik E.A., Olenchenko V.V. Kompleksnaya interpretatsiya dannykh geofizicheskikh issledovanii v sostave inzhenerno-geologicheskikh izyskanii [Comprehensive interpretation of geophysical research data as part of engineering and geological surveys]. Interekspo Geo-Sibir'. [Interexpo Geo-Siberia]. 2018; 3:288-294.
8. Ganerod G.V. Comparison of geophysical methods for sub-surface mapping of faults and fractures zones in a section of the Viggja road tunnel, Norway. Bulletin of Engineering and the Environment. 2006; 65(3):231-243.
9. Nemeth B., Clowes R., Hajnal Z. Lithospheric structure of the Trans-Hudson Orogen fromseismic refraction -wide-angle reflection studies. Canadian Journal of Earth Sciences. 2005; 42(4):435-456.
10. Sanfirov I.A., Zhikin A.A., Yaroslavtsev A.G. Maloglubinnaya seismorazvedka 3D na uchastkakh so slozhnym geologicheskim stroeniem [Shallow 3D seismic survey on the sites of complex geological structure]. Zhurnal Permskogo federal'nogo issledovatel'skogo tsentra [Perm Federal Research Centre Journal]. 2019; 2:18-28.
11. Borodkin V.N., Kurchikov A.R., Nedosekin A.S., Lukashov A.V., Smirnov O.A., Firstaeva E.N., Pogretskii A.V. Seismogeologicheskaya model' paleozoi-mezozoiskikh otlozhenii Beloostrovskogo, Skuratovskogo i Nyarmeiskogo litsenzionnykh uchastkovakvatorii Karskogo morya po dannym seismorazvedki 3D [Geoseismic model of Palaeozoic-Mesozoic series according to 3D seismic data: Beloostrovsky, Skuratovsky, and Nyarmeisky license areas (Kara Sea waters)]. Geologiya nefti i gaza [Geology of oil and gas]. 2019; 1:72-85.
12. Khurramov A.Ch., Mirzaolimov I.Yu., Safarov Sh.Sh. Sposoby zashchity mostovykh konstruktsii ot vneshnikh vozdeistvii i ikh sravnitel'nyi analiz [Methods of protection of bridge structures from external influences and their comparative analysis]. Academic research in educational sciences. 2021; 8(2):204-212.
13. Gabibov F., Aliyev V., Gafarov E., Akhmedova A., Magerramova S. Study of the stability and safety of the dam on lake Boyuk-Shor in Baku. Reliability: Theory and Applications. 2022; 70(4); 140-145.
14. Ivanov A.Y., Chernogorskiy S.A., Vlasov M.P. Seismic design optimization considering base-isolation system. Magazine of Civil Engineering. 2018; 80(4):138-150.
15. Nigmetov G., Savinov A., Nigmetov T. Assessment of individual seismic risk for the population, taking into account the actual seismic resistance of buildings and the seismicity of soils. Reliability: Theory and Applications. 2022; 70(4):172-179.
16. Belash T.A., Ivanova T.V. Earthquake resistance of buildings on thawing permafrost grounds. Magazine of Civil Engineering. 2020; 93(1):50-29.
17. Chernyshov G.S., Duchkov A.A., Serdyukov A.S. Primenenie metoda volnovoi tomografii dlya obrabotki dannykh maloglubinnoi seismorazvedki [Application of wave-equation traveltime inversion for near surface geophysics studies]. Interekspo Geo-Sibir' [Interexpo Geo-Siberia]. 2017; 2(4):Pp. 90-94.
18. Tyapin A.G. «Staiye» i «novye» uzly v modelirovanii slozhnykh gruntovykh uslovii ["Old" and "new" nodes in modeling of complicated soil environment]. Seismostoikoe stroitel'stvo. Bezopasnost' sooruzhenii _ [Earthquake-resistant construction. Safety of structures]. 2019; 6:14-19.
© 2023 The Authors. This is an open access article under the CC BY license (http://creativecommons. org/licenses/by/4.0/). The authors declare no conflict of interest.
About the authors:
Maksim A. Vlasov, Postgraduate, T. F. Gorbachev Kuzbass State Technical University, (650000, Russia, Kemerovo, Vesennaya st., 28), e-mail: maxsdss@mail.ru
Oleg V. Gerasimov, PhD in Technical Sciences, General manager, OOO «Nootsentr», (650056, Russia, Kemerovo, Voroshilov St, 30), e-mail: gerasimov@noocentr.com
Nikolay Y. Nikulin, PhD in Technical Sciences, leading geophysicist engineer, OOO «Nootsentr», (650056, Russia, Kemerovo, Voroshilov St, 30), e-mail: n.y.nikulin@mail.ru
Sergey M. Prostov, Dr. in Technical Sciences, Professor, T. F. Gorbachev Kuzbass State Technical University, (650000, Russia, Kemerovo, Vesennaya st., 28), e-mail: psm.kem@mail.ru
Contribution of the authors:
Maksim A. Vlasov - review of the literature on the research topic, data collection and analysis, writing a text, conclusions.
Oleg V. Gerasimov - statement of the task and organization of conducting seismic micro-exploration work.
Nikolay Y. Nikulin - conducting seismic micro exploration work, data analysis.
Sergey M. Prostov - scientific management, data analysis, conclusions. All authors have read and approved the final manuscript.
