Мундарижа Кириш I боб. Қувурларнинг сейсмик мустаҳкамлиги тўғрисида умумий маълумотлар масаланинг ҳолати ва тадқиқотнинг вазифалари

2.3. Ер ости қувурларини атрофидаги грунт билан ўзаро таъсирининг статик ва динамик коэффициентларини аниқлаш

Ер ости қувурларнинг асосий муаммоси “қувур-грунт” тизимидаги уларнинг ўзаро таъсирини моделлаштиришдан иборат. Илмий адабиётлар орасида фақат деформацияланувчи қаттиқ жисмларнинг контактли ўзаро таъсир жараёнини тавсифловчи параметрларни ҳисобга олувчи, иншоотни грунт билан ўзаро таъсирининг турли хил қонунлари келтирилган айрим ишларгина мавжуд. Статик юкланишларда ҳаётини таъминлаш (жизнеобеспечения) тизимларининг ер ости қувурларнинг кучланганлик ҳолатини ифодаловчи асосий параметрлар – ушбу иншоотларнинг атроф грунт билан ўзаро таъсир коэффициентларидир. Улар қаторига қувурни грунтга нисбатан бир маромда силжиш коэффициенти , яъни қувурнинг силжиш коэффициенти киради [119-122]:

, (1)

бу ерда – 1-жадвалдан олинадиган грунт шароитларига боғлиқ коэффициентлар, м^-1, кН/м³; – грунтни қувурнинг бирлик узунлигига таъсир этувчи вертикал босими, кН/м; – қувурни траншеяга ётқизишда траншея кенглиги, м [12]. Мазкур эмпирик формула Т.Р. Рашидов томонидан грунтларни бир маромда силжиш коэффициенти С_х ни аниқлаш бўйича амалга оширилган экспериментал натижалардан фойдаланиш асосида ишлаб чиқилган.

Бунда
, (2)

бу ерда – грунтнинг ҳажмий массаси; , – қувурнинг жойлашиш чуқурлиги ва ташқи диаметри. Агар қувур ер кўтармасида ётқизилса, бўлиши лозим.

Сейсмодинамик назарияда қувурнинг грунт билан бўйлама эластик ўзаро таъсирининг асосий модели сифатида, нисбий кўчиш орқали уринма кучланишни ифодалаш етарли даражада асослаб берилган модел қабул қилинади [119, 122]


. (3)
2.1-жадвал
Грунт шароитларига боғлиқ коэффициентлар

Грунт шароитлари	Коэффициент			Тўлқин тарқалиш тезлиши, , м/с
Майда, ўрта, йирик донадор қум ва қум билан шағал	313	50	400-1500
Чангли қумлар, пластик супеслар, ярим қаттиқ, юмшоқ ва пластик суглиноклар	113	50	120-800
Супеслар, қаттиқ суглиноклар, гил тупроқлар ва бошқа қаттиқ жинслар	304	335	200-2200

Кўчиш ва юк орасидаги боғланиш эластиклик қонунига бўйсунадиган чегара мавжуд деб фараз қилайлик, яъни

, (4)

бу ерда – қувур сиртининг бир бирлигига тўғри келадиган юк;

– ўзаро таъсир мутаносиблиги коэффициенти; – қувурнинг умумий кўчиши.
Бўйлама ва кўндаланг кўчишларда, эгилиш ва буралишларда ўзаро таъсирнинг мутаносиблик коэффициенти “юкланиш – юкни олиб ташлаш” диаграммаларидан аниқланиши мумкин.
Қувурга унинг грунтга нисбатан эластик нисбий бўйлама, кўндаланг кўчишлари ни ва эгилиш ҳамда буралишдаги бурилиш бурчаклари ни келтириб чиқарувчи юклар: – бўйлама куч; – кўндаланг куч; – эгувчи момент ва – буралиш моментлари таъсир этаётган бўлсин [120].
Шунда қуйидаги тақрибий боғланишларни ифодалаш мумкин:


(5)

бу ерда – ўзаро таъсирнинг мутаносиблик коэффициентлари, умумий ҳолда уларни қуйидаги кўринишга келтириш мумкин:

, (6)

бунда бўлганда, бўлганда, ва бўлганда эса , [120].

Зилзилалар, саноат портлашлари ва ҳ.к. юзага келтирувчи динамик юклар таъсирида иншоотларни атроф грунтлар билан ўзаро таъсирларининг параметрлари статик тавсифлардан бирмунча фарқ қилади. Қувурни грунтга нисбатан кўчишлари ташқи таъсир турларга, грунт хусусиятларига ва ҳ.к. боғлиқ. Зилзилаларда ёзиб олинган мавжуд маълумотлар таҳлилига асосан, зилзила вақтида грунтларнинг тебранишлари мураккаб нотартиб характерга эга ва шу билан бирга, ҳар бир зилзиладаги ёзувлар кўриниши кузатиш нуқтасига кўра ўзгаради, ҳар бир кузатув нуқтасидан эса зилзиладан зилзилагача ўзгариб боради. Бу ҳолат берилган сейсмик таъсирни худди ўзидек акс эттира олиши ёки моделлаштириши мумкин бўлган замонавий асбоблар ва стендларни ишлаб чиқишда катта муаммоларни келтириб чиқаради.

Шуни ҳисобга олган ҳолда, биринчи босқичда иншоотнинг атрофидаги грунт билан ўзаро таъсирини зилзила натижасида вужудга келган дастлабки сейсмик таъсирнинг амплитуда ва вақт бўйича параметрларига жавоб берувчи характери бўйича нисбатан содда таъсир (импульсли, гармоник, полигармоник ва б.) лар тизимидан фойдаланиб ўрганиш лозим [120].
Бикир қувурнинг эластик грунтдаги ҳаракат тенгламаси қуйидаги кўринишда бўлади [120]:
, (7)

бунда – бирлик узунликдани қувурнинг массаси; – қувурнинг абсолют кўчиши; – қувурнинг нисбий кўчиши; – грунт кўчиши; – қувурнинг ташқи диаметри; – уринма кучланиш.

Агар эластик грунт учун уринма кучланиш (3) кўринишда ифодаланса, унда (7) қуйидаги кўринишга келтириш мумкин:


, (8)

бунда
. (9)

Ўзаро таъсир қийматини аниқлашнинг қуйидаги ҳолатлари бўлиши мумкин. Зарба натижасида қувур ҳаракатга келган ва унга бошланғич тезлик берилган деб фараз қиламиз [120]. Бунда қуйидаги бошланғич шартлари да (8) тенгламанинг ечими кўринишда бўлади. Демак, қувур частотаси p=2π/T бўлган синусоидал тебранишлар бажаради. Уни (9) бўйича топилган частота билан солиштириб, қуйидагига эга бўламиз:
. (10)

Бундан қувурнинг эркин тебранишлари даври Т ни билган ҳолда, коэффициентни ҳисоблаб чиқариш мумкин.

Грунт тебранишлари қонунга мувофиқ бўлсин, ва шунда ва – грунт тебранишларининг амплитудаси ва частотаси. Шунда нолинчи бошланғич шартларда (8) тенгламанинг ечими қуйидагича бўлади:
, (11)
бунда и – қўзғатувчи куч частотаси [120]. Бу ерда (8) ўрнига қуйидагини қабул қиламиз:


. (12)

Шунда (айни ҳолат учун) – қувурнинг грунтга нисбатан кўчиши.

(12) формула ечимларини (11) кўринишда берсак, (9) ни ҳисобга олган ҳолда ва нолинчи бошланғич шартларда қувурнинг бир маромда силжиш коэффициенти қуйидагича бўлади


ёки , (5.20)
бунда .
Динамик ўзаро таъсир коэффициентининг қувурни жойлашиш чуқурлиги Н га ва динамиклик коэффициенти нинг боғлиқлик графиклари 1.1, а,б-расмда келтирилган.
Бир маромда силжишнинг динамик коэффициенти статик коэффициентга нисбатан кичик эканлиги 5.1-расмда кўриниб турибди. Қувурларнинг жойлашиш чуқурлиги ошган сари, бу фарқ камайиб боради. Динамик коэффициентининг статик коэффициентга нисбатан кичиклиги, унинг қувур тебраниши шаклланган режимида аниқланганида бўлса керак.

1.1-расм. Ўзаро таъсир коэффициенти (а) ва динамиклик коэффициент (б) жойлашиш чуқурлиги Н га кўра ўзгаришлари

Ватанимиз ва хориж [123] адабиётларида статик ва динамик юкланишларда ўзаро таъсир коэффициентлари орасидаги боғланиш қуйидаги кўринишда берилади:

=(0,7~0,8)· .

Ушбу формуладан динамик масалаларни ечиш жараёнида қувурлар тизимини ҳисоблашда фойдаланилади.