СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
METHOD OF SEISMIC PROTECTION

Изобретение относится к области техники безопасности. Целью изобретения является защита крупных промышленных и бытовых объектов в сейсмоопасных регионах от землетрясений локальным снижением воздействия толчков землетрясений большой магнитуды.
Известен способ защиты инженерных объектов от землетрясений, раскрытый в SU 1725760 (опубл. 07.04.1992), заключающийся в местном демпфировании толчков землетрясений посредством бурения в зоне защищаемого от землетрясений объекта скважин, расположенных в шахматном порядке, заложении в скважины взрывчатки и проведении последовательных подземных взрывов.
Недостатком данного способа является недостаточная эффективность защиты от землетрясений, обусловленная тем, что при его осуществлении не предусмотрено создание пограничного слоя из разрушенной монолитной породы на одинаковой глубине в зоне защиты объекта, то есть границы, от которой продольная и поперечные ударные волны при землетрясении отражаются и частично поглощаются в пограничном слое за счет внутреннего трения в раздробленной породе, снижая воздействие толчков землетрясения на объект защиты.
Заявителем предложен способ, лишенный указанного недостатка. Технический результат, который может быть при этом получен, состоит в повышении эффективности защиты от землетрясений.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе защиты от землетрясений, заключающемся в местном демпфировании толчков землетрясений посредством бурения в зоне защищаемого объекта скважин, расположенных в шахматном порядке, заложении в скважины взрывчатки и проведении последовательных подземных взрывов, скважины выполняют одинаковой глубины, при этом взрывчатку закладывают на дно скважины, после чего скважины засыпают извлеченной при бурении породой.
Сейсмические толчки землетрясения возникают в подкорковом слое Земли как результат резкого разрушения земной породы вследствие превышения напряжений сжатия и сдвига в очаге землетрясения предела прочности породы.
Передний фронт сейсмической волны распространяется в земной породе от очага землетрясения со скоростью продольной волны (распространение всестороннего давления в слоях земной коры). Кроме того, сейсмическая волна имеет также поперечную составляющую (распространение тангенциальных напряжений сдвига). Вначале на объект действует продольная волна, имеющая большую, по сравнению с поперечной волной, скорость распространения, а затем объект подвергается действию поперечной волны.
Снижение воздействия толчков и смещений в грунте под объектом защиты от землетрясения, в локальной зоне его расположения, достигается благодаря отражению продольных и поперечных волн землетрясения на границе зоны защиты, а также гашению (демпфированию) продольной и поперечной волн в искусственно созданной неупругой локальной области породы. Граница зоны защиты образуется в результате пробуренных скважин одинаковой глубины, между которыми искусственно создан, в их нижней части, раздробленный слой породы в виде трещин в базальте и др. от серии подземных взрывов, что нарушает сплошность породы.
В целом, в локальной зоне защищаемого объекта происходит демпфирование толчка землетрясения, что снижает амплитуду толчков и смещений грунта от землетрясения, защищая объект от разрушения.
Наибольший эффект защиты от землетрясения достигается при сплошном расположении скважин в площади зоны защиты перед строительством объекта, однако защита объекта от толчков землетрясения возможна и при создании зоны защиты вокруг ранее построенного объекта.
Площадь зоны защиты определяют по эффективности защиты от толчков землетрясения, которая может быть оценена в натурных испытаниях от подземного взрыва. Натурные испытания от подземного взрыва производят на удалении от зоны защиты объекта, после чего сравнивают силу взрывной волны в грунте зоны защиты объекта с силой взрывной волны в равноудаленном месте вне зоны защиты по сигналам от датчиков давления в грунте. При недостаточно эффективном демпфировании взрывной волны в зоне защиты объекта, например, снижении силы взрывной волны менее чем в два раза, увеличивают площадь зоны бурения скважин и их число.
Использование предложенного способа защиты от землетрясения позволит защитить особо важные объекты, например, такие, как атомные электростанции, мосты, крупные здания и др., от разрушения при землетрясениях.