vestnikvniizhtВестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ВЕСТНИК ВНИИЖТ)RUSSIAN RAILWAY SCIENCE JOURNAL2223-97312713-2560Joint Stock Company "Railway Research Institute"10.21780/2223-9731-2017-76-5-281-287vestnikvniizht-164Research ArticleДругоеMiscellaneousОпыт использования сейсмической регистрации вибраций от поездов для оценки состояния конструкций зданий и сооруженийExperience in the use of seismic recording of vibrations from trains to evaluate the condition of buildings and structuresКапустянН. К.KapustyanN. K.nkapustian@gmail.comАнтоновскаяГ. Н.AntonovskayaG. N.noemail@neicon.ruБасакинаИ. М.BasakinaI. M.noemail@neicon.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН); Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. академика Н. П. Лаверова Российской академии наук (ФГБУН ФИЦКИА РАН)РоссияFederal State Budgetary Institution of Science “Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences” (IPE RAS); Federal State Budgetary Institution of Science “N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research” (FGBUN FITsKIA RAS)Russian FederationФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. академика Н. П. Лаверова Российской академии наук (ФГБУН ФИЦКИА РАН)РоссияFederal State Budgetary Institution of Science “N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research” (FGBUN FITsKIA RAS)Russian Federation201728102017765281287Copyright © Капустян Н.К., Антоновская Г.Н., Басакина И.М., 20172017Капустян Н.К., Антоновская Г.Н., Басакина И.М.Kapustyan N.K., Antonovskaya G.N., Basakina I.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journal-vniizht.ru/jour/article/view/164

Любой вид транспорта является источником колебаний, которые через грунтовую среду передаются на расположенные вблизи магистралей сооружения, вызывая их вибрацию, приводя к изменению как технического состояния зданий, так и к ухудшению комфортности пребывания в них людей. Действующие в настоящее время нормативы (ГОСТ Р 52892-2007) для основных типов зданий регламентируют допустимые уровни вибрации в нескольких частотных диапазонах. Для оценки опасности вибрации для конкретного сооружения этого недостаточно, т. к. практически не учитывается состояние сооружения. Это особенно важно для архитектурных памятников, оказавшихся вблизи железных дорог. Необходимо оценить создаваемые вибрацией дополнительные напряжения в теле объекта и соотнести их с расчетным сопротивлением материала конструкции. Для этого можно рассматривать вибрации от поездов как одну из разновидностей сейсмических воздействий, используя разработанные в строительстве методы оценки этого влияния. Широкое использование математического моделирования, в первую очередь создание конечноэлементных расчетных моделей зданий, дает возможность оценить распределение статических и динамических нагрузок в теле сооружения и тем самым выявить наиболее опасные для целостности зоны.

Constructions along railway traffic lines are always exposed to vinrations generated by the passing transport. This sometimes leads to shifts in their state even threatening the comfort of the people that stay here. To estimate the magnitude of such effect one needs the frequency-amplitude chart of impacting vibrations. Current codes [1] are applied to the main types of buildings and state the acceptable level of magnitudes in wide frequency ranges. However, the code’s regulations are not enough to ensure the building’s stability as the real state of this building is not taken into account. This is especially true for the historical buildings near railroads. Majority of these are cult-related and are mostly damaged and need renovation. To correctly estimate an impact of vibrations one needs to measure addition tensions due to vibration in the construction’s body and to compare them with ones resistance material calculations. In other words, seismic vibrations emitted by trains act as a seismic signal, for which there are several established methods of evaluation. Finite elements simulations enables estimation of the distribution of static and dynamic loads so that the most vulnerable locations in the construction’s body are identified. Consequently the simulation can use experimentally recorded waves (spectra or accelerogramms) as the dynamic load. With the simulation stage set different model types are cycled until the satisfactory match is obtained as is shown in the paper. Importantly, we demonstrate how construction evaluation methods can be combined with applied seismic methods, which are being actively developed for the needs of soil and construction integrity evaluations.

движение поездавибрацииакселерограммаспектрсостояние сооружениясвойства грунтоврасчет воздействийReferencesГОСТ Р 52892-2007. Вибрация и удар. Вибрация зданий. Измерение вибраций и ее воздействий на конструкцию. М.: Стандартинформ, 2008. 16 с.GOST R 52892 – 2007. Vibration and shock. Vibration of buildings. Measurement of vibrations and its effects on the structure. Moscow, Standartinform Publ., 2008, 16 p. (in Russ.).Антоновская Г.Н., Капустян Н.К., Рогожин Е.А. Сейсмический мониторинг промышленных объектов: проблемы и пути решения // Сейсмические приборы. 2015. Т. 51. № 1. С. 5-15.Antonovskaya G. N., Kapustyan N. K., Rogozhin E. A. Seysmicheskiy monitoring promyshlennykh ob"ektov: problemy i puti resheniya [Seismic monitoring of industrial facilities: problems and solutions]. Seysmicheskiye pribory [Seismic devices], 2015, Vol. 51, no. 1, pp. 5 – 15.Сейсмометрический мониторинг технического состояния несущих строительных конструкций зданий и сооружений по динамическим характеристикам / Е. П. Золотухин [и др.] // Вычислительные технологии. Специальный выпуск. 2013. Т. 18. С. 29-36.Zolotukhin E. P., Kuz'menko A. P., Saburov V. S., Korolenko D. B., Neskorodev V. D. Seysmometricheskiy monitoring tekhnicheskogo sostoyaniya nesushchikh stroitel'nykh konstruktsiy zdaniy i sooruzheniy po dinamicheskim kharakteristikam [Seismometric monitoring of technical condition of load-bearing constructions of buildings and structures by dynamic characteristics]. Vychislitel'nye tekhnologii. Spetsial'nyy vyp. [Computational technologies. Special issue], 2013, Vol. 18, pp. 29 – 36.Аникин О.П., Горшенин Ю.В., Козлов А.М. Методические рекомендации по определению состава, состояния и свойств грунтов сейсмоакустическими методами. М.: ЦНИИС Минтрансстроя СССР,1985. 65 с.Anikin O. P., Gorshenin Yu. V., Kozlov A. M. Metodicheskie rekomendatsii po opredeleniyu sostava, sostoyaniya i svoystv gruntov seysmoakusticheskimi metodami [Methodical recommendations for determining the composition, condition and properties of soils by seismo-acoustic methods]. Moscow, TsNIIS Mintransstroya SSSR Publ., 1985, 65 p.Gallipoli M., Mucciarelli M., Vona M. Empirical estimate of fundamental frequencies and damping for Italian buildings // Earthquake Engineering and Structural Dynamics. 2009. Vol. 38, no. 8. P. 973-988.Gallipoli M., Mucciarelli M., Vona M. Empirical estimate of fundamental frequencies and damping for Italian buildings. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 2009, Vol. 38, no. 8, pp. 973 – 988.Ditommaso R., Vona M., Gallipoli M., Mucciarelli M. Evaluation and considerations about fundamental periods of damaged reinforced concrete buildings // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2013. Vol. 13, no. 7. P. 1903-1912.Ditommaso R., Vona M., Gallipoli M., Mucciarelli M. Evaluation and considerations about fundamental periods of damaged reinforced concrete buildings. Natural Hazards and Earth System Sciences, 2013, Vol. 13, no. 7, pp. 1903 – 1912.Mivehchi M.R., Ahmadi M.T., Hajmomeni А. Effective Techniques for Arch Dam Ambient Vibration Test: Application on Two Iranian Dams. JSEE. 2003. no. 5 (2). P. 23-34.Mivehchi M. R., Ahmadi M. T., Hajmomeni А. Effective Techniques for Arch Dam Ambient Vibration Test: Application on Two Iranian Dams. JSEE, 2003, no. 5 (2), pp. 23 – 34.S n i e d e r R., Şafak E. Extracting the building response using seismic interferometry: theory and application to the Millikan Library in Pasadena, California // Bulletin of the Seismological Society of America. 2006. Vol. 96, no. 2. P. 586-598.Snieder R., Şafak E. Extracting the building response using seismic interferometry: theory and application to the Millikan Library in Pasadena, California. Bulletin of the Seismological Society of America, 2006, Vol. 96, no. 2, pp. 586 – 598.Antonovskaya G.N., Kapustyan N.K., Moshkunov A.I., D a n i l o v A. V. Seismic network solution for HPP turbine operation monitoring. International Journal on Hydropower & Dams. 2016. Issue 6. P. 52-56.Antonovskaya G. N., Kapustyan N. K., Moshkunov A. I., Danilov A. V. Seismic network solution for HPP turbine operation monitoring. International Journal on Hydropower & Dams, 2016, Issue 6, pp. 52 – 56.Сейсмологические исследования в арктических и приарктических регионах / под ред. чл.-корр. Ф. Н. Юдахина. Екатеринбург: УрО РАН, 2011. 244 с.Yudakhin F. N., Antonovskaya G. N., Asming V. E., Baranov S. V. Seysmologicheskie issledovaniya v arkticheskikh i priarkticheskikh regionakh [Seismological research in the Arctic and near-Arctic regions]. Ekaterinburg, UrO RAN Publ., 2007, 244 p.Юдахин Ф.Н., Капустян Н.К., Антоновская Г.Н. Инженерно-сейсмические исследования геологической среды и строительных конструкций с использованием ветровых колебаний зданий. Екатеринбург: УрО РАН, 2007. 156 с.Yudakhin F. N., Kapustyan N. K., Antonovskaya G. N. Inzhenerno-seysmicheskie issledovaniya geologicheskoy sredy i stroitel'nykh konstruktsiy s ispol'zovaniem vetrovykh kolebaniy zdaniy [Engineering seismic studies of the geological environment and building structures using wind turbines of buildings]. Ekaterinburg, UrO RAN Publ., 2007, 156 p.СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции / Госстрой России. М.: ФГУП ЦПП, 2004. 64 с.SNiP II-22-81* Stone and reinforced structures. Gosstroy of Russia. FGUP TsPP Publ., 2004, 64 p. (in Russ.).П а ш к и н Е. М. Инженерная геология: учеб. пособие. М.: Архитектура, 2005. 264 с.Pashkin E. M. Inzhenernaya geologiya: ucheb. posobie [Engineering Geology: A Training Manual]. Moscow, Arkhitektura Publ., 2005, 264 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.