Важнейшие результаты работ Алтае-Саянского филиала за 2023 г.
В качестве важнейших результатов работы АСФ ФИЦ ЕГС РАН в 2023 году представляются следующие:
1. БАЗА ДАННЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ КРУПНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ РАЗНЫХ ОЧАГОВЫХ ЗОН НА ОБЪЕКТЫ ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ СИБИРИ
На плотинах крупных ГЭС Сибири работают сейсмологические станции, позволяющие в непрерывном режиме получать записи сейсмических воздействий разной природы. На основе детальных данных, зарегистрированных сетью цифровых сейсмических станций, построены карты эпицентров и создан каталог данных сейсмических событий, произошедших в Алтае-Саянском регионе с 2001 г. по 2023 гг., включающий природные землетрясения из разных зон ВОЗ, в том числе землетрясения в осадочном чехле Западно-Сибирской плиты на юго-западе Новосибирской области, крупные техногенные землетрясения и промышленные взрывы в Кузнецком и Горловском угольных бассейнах (рис.1 а).
На основе полученного каталога и результатов цифровой обработки сейсмических сигналов определены их спектральные особенности и длительность воздействий (рис.1 б). Рассчитана интенсивность воздействий ряда крупных землетрясений (Хубсугульского, МL=6.9; Тувинских, МL=6.7 и 6.8; Саянского, МL=6.4; Бачатского, МL=6.1; Талдинского, МL=5.6 и Чановского, МL=4.9) и промышленных взрывов на Саяно-Шушенскую, Новосибирскую и Иркутскую ГЭС. Для Тувинских и Хубсугульского землетрясений установлены факты многочасового интенсивного (до 4 и 5 баллов) воздействия на плотины СШГЭС и Иркутской ГЭС за счёт слияния колебаний от основного события с серией крупных афтершоков. Создана база данных определенных экспериментально акселерограмм воздействий на объекты гидроэнергетики Сибири, обеспечивающая новый уровень точности определения сейсмостойкости этих объектов.
Публикации:
1. Еманов А.Ф., Еманов А.А., Полянский П.О., Чечельницкий В.В., Шевкунова Е.В., Ершов Р.А., Бах А.А., Серёжников Н.А. Сейсмические воздействия на плотину Новосибирской ГЭС // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. Т.10. №3. 2023. - С. 50-55.
2. Еманов А.Ф., Еманов А.А., Виноградов Ю.А., Шевкунова Е.А., Фатеев А.В., Серёжников Н.А. Ешкунова И.Ф., Захаров Б.Д. Сейсмические воздействия на районы гидроэнергетики в Западной Сибири // Гидроэлектростанции в XXI веке: Материалы X Всерос. науч.-практ. конф., Саяногорск; Черёмушки: Саяно-Шушенский филиал Сибирского федерального университета. 2023. – С. 31-42.
2. ТЕХНОГЕННОЕ БАЧАТСКОЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ – КРУПНЕЙШЕЕ В МИРЕ ПРИ ДОБЫЧЕ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ. ХАРАКТЕРИСТИКИ СЕЙСМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Бачатское землетрясение 18.06.2013 г., ML=6.1, глубина 4 км (рисунок 2), произошло около одноименного угольного разреза и привело к разрушению ряда зданий в Кузбассе. Большая энергия землетрясения стала причиной дискуссии в научных кругах о роли природных и техногенных факторов в формировании этого землетрясения.
В качестве важного результата представлены материалы десятилетнего исследования сейсмической активизации в эпицентральной зоне Бачатского землетрясения сотрудниками Алтае-Саянского филиала ФИЦ ЕГС РАН, Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН и Института физики Земли РАН. Зарегистрировано и обработано более пяти тысяч событий. Объемная структура афтершоков, длинная ось которой располагается вдоль разреза (рисунок 2А), наклонена на северо-восток. Угол наклона относительно вертикали составляет 9°. Наибольшая плотность афтершоков наблюдается на глубинах 2 и 4 км (рисунок 2Б). Сейсмический процесс приурочен к осадочному бассейну Кузнецкой впадины, режим активизации во времени непрерывен и нестационарен (рисунок 3), что не соответствует законам развития природных афтершоковых процессов. Нестационарность процесса вызвана непрерывным техногенным воздействием на недра. Установлен факт отличия модели напряженного состояния района Бачатского разреза, восстановленного по механизмам афтершоков, от механизма главного толчка Бачатского землетрясения. Полученные результаты доказывают, что Бачатское землетрясение является крупнейшим в мире техногенным землетрясением при добыче твёрдых полезных ископаемых.
Публикации:
1. Еманов А.А., Еманов А.Ф., Шевкунова Е.В., Фатеев А.В., Ребецкий Ю.Л. Объемная структура афтершоковой области Бачатского землетрясения (Кузбасс) и напряженное состояние недр под разрезом // Геология и геофизика. - 2023. - Т. 64. - № 12.
3. МЕТОД СТОЯЧИХ ВОЛН В ВЕРИФИКАЦИИ РАСЧЁТНЫХ МОДЕЛЕЙ ЗДАНИЙ СЛОЖНОГО БЛОЧНОГО СТРОЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИИ ИХ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ
На основе комплексирования метода стоячих волн и численного моделирования собственных колебаний зданий создана методика диагностики физического состояния сооружений, определения их сейсмостойкости и корректировки расчётных моделей сложных зданий. Новый уровень точности результатов достигается за счёт обеспечения совпадений результатов моделирования и экспериментальных данных по десяткам мод собственных вертикальных, горизонтальных и крутильных колебаний.
В ряде случаев, метод стоячих волн пригоден для верификации расчётных моделей сооружений. Примером несоответствия результатов эксперимента и моделирования является терминал А аэропорта Внуково – определенные экспериментально и рассчитанные границы блоков и частоты мод собственных колебаний здания терминала не совпадают (рисунок 4а). Примером соответствия результатов эксперимента (рисунок 4б) и расчетной модели (рисунок 4в) может служить 30-этажное здание в Красноярске.
Публикации:
1. Еманов А.Ф., Белостоцкий А.М., Бах А.А., Хорошавин Е.А., Дмитриев Д.С., Нагибович А.И., Еманов А.А., Янкайтис В.В., Серёжников Н.А., Шеболтасов А.Г. Собственные колебания высотного здания типа башни: моды горизонтальных, вертикальных и вращательных колебаний по данным метода стоячих волн и верификация расчётной модели // Вопросы инженерной сейсмологии, 2022, Т.49, №2.- С. 5-40.
2. Бах А.А., Еманов А.Ф., Клецин В.И., Еманов А.А. Собственные частоты здания Аэровокзального комплекса «Внуково-1» (Терминал «А»), фактические и расчетные. // Вопросы инженерной сейсмологии, 2023. Т. 50. №4. C. 79-94.