Техника - молодёжи 1997-08, страница 17
4. Сама вероятность попадания реальных зданий в резонанс с колебаниями грунта чрезвычайно мала. 5. Если говорить о несвязных грунтах, то в них возникновение сейсмических колебаний вообще невозможно. Ведь последние неизбежно вызвали бы разуплотнение подобных сред и в итоге — огромные просадки всех зданий на территории, охваченной землетрясением. Но такие просадки нигде не зафиксированы; значит, нет и колебаний. Вообще-то достаточно уже и первого, решающего факта. Ведь «защищенные» здания, согласно существующей теории, так сказать, поголовно обязаны выдерживать землетрясения, ибо пресловутый резонанс надежно исключен. И если теория верна, а они все же падают, то логика требует признать, что происходит это без всякой видимой причины... Сей парадокстаки не получил объяснений в официальной сейсмической науке. В целом же перечисленные факты, дополняя друг друга, ясно показывают: информация, заложенная в прочностной расчет зданий, а значит, и теоретическая картина сейсмических движений грунта, не соответствуют действительности. Иными словами, сейсмики «успешно защищают» дома от ложной опасности резонанса, но не подозревают о реальном источнике разрушений. ОТВЕРГНУТАЯ ИНФОРМАЦИЯ Причина провала теории также понятна: прочность несущих конструкций — забота профессионалов, специалистов по строительной механике. И попытавшись подменить их, сейсмики и сейсмологи взялись просто не за свое дело. Создав умозрительную модель землетрясения, они и не подумали собрать информацию об истинной природе разрушающего эффекта, поскольку им и без того все казалось ясным. Но доступна ли такая информация? Может, ее пока вообще не существует, и отсюда — все беды? Ничего подобного! На самом деле имеется неисчерпаемый источник достовернейших сведений о реальных сейсмических воздействиях — бесчисленные общие картины разрушений, а также масса данных о крайне необычных изменениях в микро- и макроструктуре строительных элементов после подземных толчков. Искомые воздействия, так сказать, отпечатаны в них напрямую. Однако извлечь Сдвиги (срезы) и раздробления железобетонных о пор — типичные примеры разрушений, аномальных с точки зрения колебательно-волновой модели сейсмического воздействия. эту информацию невозможно без знаний и опыта в таких специфических областях, как теория микро- и макроразрушений, прикладная теория предельного равновесия, теория прочности, механика разрушения, строительная механика железобетона и т.д. Сейсмики, будучи выходцами из сейсмологов, а не из сопроматчиков, таким набором знаний, естественно, не обладают. Сравнительно недавно мы, несколько коллег-прочнистов, впервые исследовали модификации структуры несущих железобетонных элементов, испытавших 9-балльное землетрясение (в конце августа 1992 г. в Киргизстане). Также впервые провели подсчеты суммарной площади поверхности обломков и трещин стен и колонн, образовавшихся при этом землетрясении, и, соответственно, — суммарной поверхностной энергии разлома. Кроме того, тщательно изучили всю иную доступную информацию о форме и свойствах тектонических разрушений. В результате выявилась картина весьма необычная, а главное — полностью противоречащая концепции о колебаниях грунта, которые сейсмики считают единственной причиной катастроф. Пострадавшие конструкции и материалы во всех вариантах и подробностях выглядели так, будто испытали не периодические колебания, а мощные удары — примеру, как железобетонная защитная оболочка АЭС, в которую врезался бы самолет. Везде наблюдались явные признаки воздействия очень коротких импульсов с высокой энергией. Таковы, прех<де всего, гигантские пластические деформации сдвига в железобетонных опорах, достигающие 10% длины опор — это при их обычном пределе в 0,04%! Другой типичный «след» — мелкодисперсное раздробление несущих элементов зданий Подсчитав энергию, отвечаю щую суммарной площади поверхности возникших обломков и трещин, мы увидели, что она на три порядка превышает энергию колебаний зданий, вычисляемую по традиционной методике. Еще один признак импульсного воздействия — локальные вырезы частей зданий. Это, пожалуй, самый понятный пример противоречия характера поврех<дений и принятой модели. Ведь согласно ей к катастрофам ведут горизонтальные колебания грунта, порождающие возвратно-поступа-тельные движения наиболее массивных элементов зданий, то есть дисков мех<ду-этажных перекрытий вместе с прилегающими стенами. Но не ясно ли, что такие движения не могут аккуратно «вырезать» из здания ОТДЕЛЬНЫЙ вертикальный участок? ОБЛОМКИ ЗАГОВОРИЛИ Проведенный анализ показал, что сейсмические воздействия качественно изменяют микроструктуру бетона, вызывая его интенсивное разуплотнение за счет лавинного развития множества начальных микротрещин. В итоге трещины полностью пронизывают железобетонные элементы, и именно это приводит к их гигантским пластическим деформациям, равно как к полному раздроблению, несмотря на мощное армирование. Такой лавинный процесс, когда скачком начинают расти сразу все микротрещины, возможен лишь при кратком (единицы миллисекунд) «рывке» растягивающих напряжений, на порядок и более превышающих предел статической прочности бетона. Но подобные напряжения, как известно, порождаются лишь импульсным воздействием при огромных скоростях нагружения и ускорениях свыше 1000 д. О том же свидетельст ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 8 9 17 вует характер разрушений и кирпичных, и каменных несущих элементов зданий. А как ведет себя при землетрясениях сам грунт? Увы, особенности деформаций и разрушений, изменения микро- и макроструктур грунтов, в отличие от строительных конструкций, практически не изучены. Ясно лишь одно: горизонтальные колебания, то есть возвратно-поступательные движения здесь невозможны (см. последний, пятый из перечня фактов, противоречащих официальной теории). Несмотря на это, сейсмологи, опять-таки, даже не пытаются учитывать реальные свойства поверхностных грунтов. По их представлениям, сейсмические волны всегда распространяются в некоей идеально-растяжимой, как резина или сталь, упругой среде... Мех<ду тем резонно предположить, что импульсы в элементах зданий, порождающие ускорения в 1000 д, вызваны аналогичными импульсами в грунте. Однако даже попытка такого допущения приводит в неистовство сеисмиков и сейсмологов. Не способные оспорить признаки появления огромных напряжений и ускорений в конструкциях, они все же категорически отрицают, что ускорения в грунте могут превысить 2 д, ссылаясь на экспериментальные данные. КАКОВ ПРИБОР - ТАКОВ ОТВЕТ Но источники этих данных, используемые в течение последнего столетия, думаю, покажутся весьма сомнительными любому непредубежденному читателю, наделенному здравым смыслом. Ведь для регистрации величин сейсмических перемещений и ускорений грунта до сих пор применяются, по сути, просто маятники. По убех<дению сейсмологов, маятник с мягкой пружиной — это вполне пригодный для их целей сейсмометр, а с жесткой — акселерометр. Однако очевидно, что маятник — система существенно инерционная. То есть, как его ни толкай, он «всеми силами стремится» колебаться с собственной частотой. Вот и в данном случае любой маятниковый прибор всегда записывает только свои же затухающие колебания, которые непрерывно возобновляются от ках<дого нового подземного толчка. А затем эти колебания охотно принимаются за истинные движения грунта. Ибо по теории последние как раз и должны быть колебательными... Если же все-таки допустить что на самом деле толчки могут иметь иные параметры, причем заранее неизвестные, то маятник для их отображения просто не годится. Особенно когда речь идет об импульсах, да еще весьма коротких на них он уж точно не успеет среагировать. Чтобы зафиксировать реальные движения грунта, надо использовать наряду с традиционными сейсмометрами и акселерометрами любые высокоточные безынерционные приборы прямой регистрации, например, мембранные или лазерные датчики. Как ни странно, подобные измерители еще ни разу с такой целью не применялись (хотя давно и успешно работают в очень близкой области — при исследованиях последствий подземных взрывов). Можно гарантировать «параллельные» показания этих разнотипных приборов в момент подземного толчка будут качественно различными. И хочется надеяться, что это прямое экспериментальное опровержение колвбательно-волновой модели наконец заставит скептиков подумать, КАК ЗАЩИТИТЬСЯ именно от импульсного, «срезающего» сейсмического воздействия. Пока же по этому вопросу можно высказать лишь некоторые предварительные соображения. |
