Формування оптимальних по Парето рішень відмов ґрунтової основи в умовах сейсмічної небезпеки

Анотація

Посилення сейсмічної активності в зоні Вранча та Чорноморському регіоні, а також в цілому на планеті призвело до підвищення рівня сейсмічної небезпеки на всій території України. Україна (а не тільки Карпатський і Кримський регіони, як раніше вважалось) є зоною, де потенційно можливі землетруси, причому доволі сильні. У районах з послабленими ґрунтами можуть спостерігатись і 7-8-бальні ефекти. Упродовж ХХ століття і дотепер сейсмічна безпека будівництва на території України переважно пов'язується з регіональними оцінками сейсмічності, які за результатами досліджень фахівців Інституту геофізики Національної академії наук України та інших корелювали з так званими сейсмоактивними зонами, гірськими спорудами Криму та Карпат та передгірськими прогинами. За наявними оцінками підрозділів Держгеолслужби Мінприроди, Мінрегіонбуду та інших, на 70% території України розвинуті лесові та лесово-суглинисті формації І та ІІ категорій просадковості, на 25% розвинутий відкритий та напіввідкритий карст, процеси техногенного підтоплення охоплюють до 10-15% площі промислово-міських агломерацій. Найбільш комплексний вплив на техногенне погіршення інженерно-сейсмогеологічних умов пов'язаний з підтопленням, внаслідок якого відбуваються наступні процеси у верхній зоні геологічного середовища, де формується напружено-деформований стан підґрунтя об’єктів: деформація фронту сейсмічних хвиль в підґрунті будівель при контакті рівня ґрунтових вод з фундаментами та утримання підвищеного порового тиску; зниження стійкості зсувонебезпечних територій; формування зон утворення пливунів і тиксотропних перетворень водонасичених глинистих порід; техногенне генерування землетрусів при повенях, проведенні гірничих робіт в зонах впливу великих водосховищ. В цілому значний комплекс змін напружено-деформованого стану геологічного середовища під впливом природних і техногенних чинників підвищує ймовірність виникнення резонансних явищ у системі "породи підґрунтя – будівельна споруда" внаслідок широкого спектру хвиль сейсмічних поштовхів та техногенних мікросейсмічних впливів. У статті розглянуто алгоритм системного узгодження різних вимог та показників надійності ґрунтової основи за допомогою пошуку компромісу протилежних цілей шляхом формування множини Парето. Практична можливість отримання множини Парето проілюстрована чисельно.