Появление поверхностных волн в грунте

Колебания в грунтах, возникающие при взрывах, а также других динамических воздействиях, распространяются в виде продольной и поперечной волн.

Вблизи поверхности грунта продольные и поперечные волны вызывают появление поверхностных волн, которые меньше затухают с расстоянием и могут проходить значительные расстояния. Скорость распространения поверхностных волн несколько меньше скорости поперечных волн и зависит от коэффициента Пуассона.

Величины напряжений, возникающих в грунтах при прохождении сейсмических волн, зависят от вида грунта и интенсивности землетрясения; для сильных землетрясений они могут изменяться от сотых долей мегапаскаля для старых грунтов до нескольких мегапаскалей для скальных грунтов. Порядок величин напряжений в слабых грунтах достаточен, чтобы вызвать значительные остаточные деформации в поверхностном слое.

Опасность разрушения зданий увеличивается, когда период колебаний грунта становится близким к периоду собственных колебаний здания. В результате резонанса возрастают амплитуды колебаний, величина которых обычно в 2-3 раза превосходит амплитуды колебаний при его отсутствии. В связи с тем, что при взрывах возникают только отдельные импульсы, а не более или менее длительные колебания, как при землетрясениях или искусственных возбуждениях, резонансные колебания, как правило, не развиваются, тогда как при естественных землетрясениях такие явления отмечаются довольно часто.

Существенную роль играет не только величина напряжении, но и их частота и продолжительность динамических воздействий на грунты, так как при определенном уровне воздействия в грунте накапливаются деформации смещения и может произойти ослабление структурных связей, в результате чего, в зависимости от граничных условий, может произойти уплотнение, смещение грунта вниз по склону или выдавливание его из-под фундамента сооружения.