Construction and industrial safety Construction and industrial safety Строительство и техногенная безопасность 2413-1873 101083 10.29039/2413-1873-2024-37-85-90 Экологическая безопасность Environmental safely Экологическая безопасность SOIL MOVEMENT MODEL DURING SEISMIC ACTIVITY МОДЕЛЬ ДВИЖЕНИЯ ГРУНТА В ПРОЦЕССЕ СЕЙСМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ Чемодуров В. Т. Chemodurov V. T. Литвинова Э. В. Litvinova E. V. Крымский федеральный университет имени В.И.Вернадского Crimean Federal University of a name of V.I.Vernadsky 07 07 2025 07 07 2025 37 85 90 07 07 2025 https://stroyjurnal-asa.ru/index.php/asa/article/view/310

В статье предлагается модель сейсмического сигнала, основанного на использовании теории случайных функций. Для исследования характеристик любой системы математическими методами, включая и машинные, должна быть обязательно проведена формализация этого процесса, то есть построена математическая модель Центральное место уделено математическому описанию движения частиц грунта в реальном процессе их колебаний. С этой целью используются вероятностные методы представления случайных функций в виде гармонических рядов, спектрального разложения дисперсии случайного процесса. Данный подход к моделированию сейсмического сигнала носит дискуссионный характер, так как известно, что структура сейсмического сигнала определяется механизмом очага и закономерностями процесса распространения сигналов сейсмических волн в упругом полупространстве. Главным в статье является развитие метода оценки параметров движения частиц грунта, определяющих силовое воздействие на строительное сооружение на основе модели нерегулярного волнового процесса. Вместе с тем, сейсмический сигнал всегда осложнен фоном механических шумов, носящих характер случайного процесса. Предмет исследования. Математическое описание движения частиц грунта в реальном процессе их колебаний. Материалы и методы. Общая теория волновых процессов для моделирования движения грунта. Вероятностные методы представления случайных функций в виде гармонических рядов, спектрального разложения дисперсии случайного процесса. Результаты. Разработанная методика расчета параметров нерегулярных волновых процессов апробирована при изучении влияния волнения моря на движущиеся объекты. Выводы. Развитие метода оценки параметров движения частиц грунта, определяющих силовое воздействие на строительное сооружение на основе модели нерегулярного волнового процесса, дает возможность получить объективную оценку физических явлений и процессов на этапе оценки прочностных характеристик объектов в процессе их эксплуатации.

The article proposes a model of a seismic signal based on the use of the theory of random functions. To study the characteristics of any system by mathematical methods, including machine methods, it is necessary to formalize this process, that is, a mathematical model is built. The central place is given to a mathematical description of the motion of soil particles in the real process of their oscillations. To this end, probabilistic methods are used to represent random functions in the form of harmonic series, a spectral decomposition of the dispersion of a random process. This approach to modeling a seismic signal is controversial, since it is known that the structure of a seismic signal is determined by the source mechanism and the laws of the process of propagation of seismic wave signals in an elastic half-space. The main thing in the article is the development of a method for estimating the motion parameters of soil particles that determine the force effect on a building structure based on an irregular wave process model. At the same time, the background of mechanical noise always complicates the seismic signal, which is a random process. Subject. Mathematical description of the motion of soil particles in the real process of their oscillations. Materials and methods. General wave process theory for ground motion modeling. Probabilistic methods for representing random functions as harmonic series, spectral decomposition of the variance of a random process. Results. The developed methodology for calculating the parameters of irregular wave processes was tested when studying the effect of sea waves on moving objects. Conclusions. The development of the method of estimating the motion parameters of soil particles that determine the force impact on a building structure based on the irregular wave process model makes it possible to obtain an objective assessment of physical phenomena and processes at the stage of assessing the strength characteristics of objects during their operation.

 стационарность случайных процессов корреляционная функция спектральная плотность нормированная спектральная плотность спектр случайного процесса надежность строительных конструкций stationarity of random processes correlation function spectral density normalized spectral density spectrum of random process reliability of building structures

Чемодуров В. Т. Моделирование систем: монография / В. Т. Чемодуров, Э. В. Литвинова. – Симферополь: ИТ «АРИАЛ», 2016. – 236 с. Chemodurov V. T. Modelirovanie sistem: monografiya / V. T. Chemodurov, E. V. Litvinova. – Simferopol': IT «ARIAL», 2016. – 236 s. Пьянков С. А. Механика грунтов: учебное пособие / С. А. Пьянков, З. К. Азизов; Ульян. гос. техн. ун-т. – Ульяновск: УлГТУ, 2008. – 103 с. P'yankov S. A. Mehanika gruntov: uchebnoe posobie / S. A. P'yankov, Z. K. Azizov; Ul'yan. gos. tehn. un-t. – Ul'yanovsk: UlGTU, 2008. – 103 s. Динамика грунтов: учебное пособие / сост. Л. А. Строкова; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2018. – 190 с. Dinamika gruntov: uchebnoe posobie / sost. L. A. Strokova; Tomskiy politehnicheskiy universitet. – Tomsk: Izd-vo Tomskogo politehnicheskogo universiteta, 2018. – 190 s. СП 14.13330.2018 Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81* (с Изменением №1). SP 14.13330.2018 Stroitel'stvo v seysmicheskih rayonah. Aktualizirovannaya redakciya SNiP II-7-81* (s Izmeneniem №1). Назаров Ю. П., Позняк Е. В., Симбиркин В. Н., Курнавин В. В. Расчет конструкций линейно-спектральным методом при дифференцированном сейсмическом движении грунта, заданном акселерограммами Nazarov Yu. P., Poznyak E. V., Simbirkin V. N., Kurnavin V. V. Raschet konstrukciy lineyno-spektral'nym metodom pri differencirovannom seysmicheskom dvizhenii grunta, zadannom akselerogrammami Назаров Ю. П. Аналитические основы расчета сооружений на сейсмические воздействия / Ю. П. Назаров. – М.: Наука, 2010. – 468 c. Nazarov Yu. P. Analiticheskie osnovy rascheta sooruzheniy na seysmicheskie vozdeystviya / Yu. P. Nazarov. – M.: Nauka, 2010. – 468 c. Назаров Ю. П. Расчетные параметры волновых полей сейсмических движений грунта / Ю. П. Назаров. – М.: Наука, 2015. – 401 c. Nazarov Yu. P. Raschetnye parametry volnovyh poley seysmicheskih dvizheniy grunta / Yu. P. Nazarov. – M.: Nauka, 2015. – 401 c. Фирсов Г. А. Об энергетическом спектре морского волнения // Труды центрального научно-исследовательского института им. академика А.Н. Крылова. – 1958. – Вып. 127. – С. 3–16. Firsov G. A. Ob energeticheskom spektre morskogo volneniya // Trudy central'nogo nauchno-issledovatel'skogo instituta im. akademika A.N. Krylova. – 1958. – Vyp. 127. – S. 3–16. Екимов В. В. Вероятностные методы в строительной механике корабля / В. В. Екимов. – Л.: «Судостроение», 1966. – 328 с. Ekimov V. V. Veroyatnostnye metody v stroitel'noy mehanike korablya / V. V. Ekimov. – L.: «Sudostroenie», 1966. – 328 s. Свешников А. А. Определение вероятностных характеристик трехмерного волнения моря //Изв. АН СССР. Отд. техн. наук. Механика и машиностроение. – 1959. – № 3. Sveshnikov A. A. Opredelenie veroyatnostnyh harakteristik trehmernogo volneniya morya //Izv. AN SSSR. Otd. tehn. nauk. Mehanika i mashinostroenie. – 1959. – № 3. Глеб К. А. Метод определения кривизны морских волн с использованием волномерных буев традиционной формы// Изв. Вузов России. Радиоэлектроника. – 2020. – Т. 23, № 4.– С. 5765. Gleb K. A. Metod opredeleniya krivizny morskih voln s ispol'zovaniem volnomernyh buev tradicionnoy formy// Izv. Vuzov Rossii. Radioelektronika. – 2020. – T. 23, № 4.– S. 5765. Благовещенский С. Н. Справочник по статике и динамике корабля. В двух томах. Изд. 2-е, перераб. и доп. Том 2. Динамика (качка) корабля / С. Н. Благовещенский, А. Н. Холодилин. – Л.: «Судостроение» Blagoveschenskiy S. N. Spravochnik po statike i dinamike korablya. V dvuh tomah. Izd. 2-e, pererab. i dop. Tom 2. Dinamika (kachka) korablya / S. N. Blagoveschenskiy, A. N. Holodilin. – L.: «Sudostroenie»