3. Обзор методик оценки сейсмической безопасности объектов

Основные методики оценки сейсмической безопасности охраняемых объектов при ведении взрывных работ служат для оценки эффективных величин массы заряда или массовой скорости колебаний грунта, входящих в формулу (1). В таких величинах учитываются особенности ведения взрывных работ, а также характеристики охраняемого объекта.

Методика оценки сейсмического действия взрыва по эмпирическим коэффициентам. Согласно этой методике общая масса зарядов ВВ, заложенных во взрываемом блоке, с помощью эмпирических коэффициентов приводится к массе одиночного заряда.

Эмпирические коэффициенты учитывают глубину заложения зарядов, геометрию заряда, степень свободы разрушаемого объема (взрывание в сторону свободной поверхности, взрывание на неубранную горную массу), потенциальную энергию ВВ, короткозамедленное взрывание, концентрацию взрывных работ (количество взрывов в год), ориентацию взрываемых блоков относительно охраняемых объектов, естественное экранирование СВВ (овраги, карстовые пустоты, зоны тектонических нарушений), искусственное экранирование СВВ (контурная щель, траншеи с рыхлым заполнителем).

Однако учет вышеперечисленных коэффициентов актуален при анализе сейсмической безопасности объектов, находящихся вблизи зоны ведения взрывных работ. Для объектов, расположенных в дальней зоне действия СВВ (объекты социальной инфраструктуры), в большинстве случаев достаточно ограничиться влиянием короткозамедленного взрывания. В этом случае формула (1) преобразуется к виду

, (3)

где - общая масса зарядов ВВ в блоке, кг; - число ступеней замедления; - интервал замедления, мс.

Методика оценки допустимой скорости колебаний грунта в основании охраняемых объектов по их классу и рангу. Согласно этой методике предельно допустимая массовая скорость колебаний грунта в основании здания (см/с) вычисляется согласно формуле

, (4)

где - класс сооружения по СНиП II А12-69, - суммарный ранг сооружения.

Класс сооружения определяется степенью важности объекта. К I-ому классу относятся особо ответственные здания, вблизи которых ведение взрывных работ возможно лишь в исключительных случаях; ко II-ому классу - сооружения промышленного назначения большой важности (копры шахт, водонапорные башни и т.п.), а также гражданские здания с большим скоплением людей (жилые дома, кинотеатры, дома культуры и т.п.); к III-ему классу - сооружения промышленного назначения сравнительно небольших размеров в плане и не выше трех этажей по высоте, здания гражданского назначения с небольшим скоплением людей; к IV-ому классу - здания промышленного и гражданского назначения, нарушения в которых не угрожают жизни и здоровью людей или повреждению установленного оборудования.

Суммарный ранг сооружения определяется через частные ранги

, (5)

где - ранг, зависящий от качества элементов сооружения (табл. 2); - ранг, определяемый материалом стен или заполнителя (табл. 3); - ранг, характеризующий конструкцию сооружения (для зданий металлокаркасного типа , для зданий с несущими стенами ); - ранг, учитывающий антисейсмические усиления (для зданий, не имеющих антисейсмических усилений ; для зданий с антисейсмическими усилениями, рассчитанными на семи балльные колебания при землетрясении ; при антисейсмических усилениях, рассчитанных на большую балльность, для каждого последующего балла вычитается единица).

В большинстве случаев предельно допустимая массовая скорость колебаний грунта в основании сооружений составляет: для жилых зданий до 3 см/с, промышленных объектов до 5 см/с, подземных сооружений до 20 см/с.

В методиках расчета сейсмической безопасности подземных сооружений, бортов карьеров, поставленных в конечное положение, охранных целиков предельно допустимая относительная деформация несущих конструкций, горных пород принимается на уровне относительных деформаций, соответствующих пределу упругости, и составляет, как правило, десятитысячные доли единицы. Для ряда сооружений предельно допустимые значения относительных деформаций приведены в табл. 4.

Дополнительные сведения о методиках оценки сейсмической безопасности можно получить в [3,4,6,7].