Innovation approaches in seismic microzonation tailing dump designing

Рассматриваются современные подходы оценки влияния локальных условий на сейсмическую опасность территорий. На примере хвостохранилищ горно-обогатительных комбинатов показано, что привлечение цифровых моделей среды и расчетных методов является важным элементом при прогнозировании влияния строения грунтовой толщи, ее физических свойств и антропогенного рельефа на усиление сейсмических колебаний грунта.Розглядаються сучасні підходи оцінки впливу локальних умов на сейсмічну небезпеку території. На прикладі хвостосховищ гірничо-збагачувальних комбінатів показано, що залучення цифрових моделей середи і розрахункових методів є важливим елементом при прогнозуванні впливу побудови грунтової товщі, її фізичних властивостей та антропогенного рельєфу на посилення сейсмічних коливань грунту.Current approaches of assess the impact of local conditions on the seismic hazard areas are considered. On the example of ore-dressing and processing enterprises tailings is shown that engaging of digital environment models and calculation methods is an important element in predicting the effect of the structure of a ground layer, its physical properties and anthropogenic relief to seismic ground motion amplification

The fault-block model and the tidal trigger mechanism of the seismic process (for example, the seismicity of the Crimea)

Considering the fault-block model of seismic processes as a system in an unsteady state close to critical it is possible to assume the lunar-solar tides, as a "tectonic vibrator", play the role of trigger mechanism to the seismicity. Based on the complex analysis of seismic events of the Crimea and on the results of tidal stress-deformed state modeling of tectonosphere, caused by the tidal influence of the Moon and the Sun, the conclusion of tidal vibrating of essential influence as triggering mechanism of earthquake has been made. Considering lunar-solar tides as "tectonic vibrator" the interrelation analysis of geodynamic processes and of tidal stresses instantaneous values is not enough. Furthermore, it is very important to take into account the special features of the tectonic structure of region under research, for which the analysis of interrelation of geodynamic processes with the lunar-solar tides is made

Geotectonic and geodynamic role of the stress fields caused by the disturbances of the equilibrium state of the Earth

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора геологічних наук за спеціальністю 04.00.22 – «Геофізика». Національний гірничий університет. Дніпропетровськ, 2010.Диссертация на соискание ученой степени доктора геологических наук по специальности 04.00.22 – «Геофизика». Национальный горный университет. Днепропетровск, 2010.Thesis for a Doctor’s degree in Geological Sciences by speciality 04.00.22 – “Geophysics”. National Mining University, Dnepropetrovsk, 2010.У дисертаційній роботі на основі кількісної оцінки полів механічних напружень вирішено проблему ролі ряду факторів, що викликають порушення рівноважного стану Землі, а саме: нестабільності ротаційного режиму планети, місячно-сонячні приливи, аномалії геоїда. Проаналізовано їх вплив на протікання геотектонічних і геодинамічних процесів. Найважливішими висновками, одержаними в роботі, є наступні. Величини механічних напружень, обумовлені порушеннями рівноважного стану Землі внаслідок впливу різних факторів, розподіляються таким чином: вікове зміщення осі обертання в тілі Землі – >107 Па; вікове загасання швидкості обертання Землі – 105 Па; місячно-сонячні припливи – 104 Па; чандлеровські і річні коливання полюса – 103 Па і короткоперіодні варіації швидкості обертання – 102 Па. Поля напружень в діапазоні 104–106 Па зв'язані з аномаліями геоїда, обумовленими вторинними деформаційними процесами в розломно-блоковій тектоносфері. Просторово-часові особливості полів напружень, обумовлених порушенням рівноважного стану і їх зіставлення з фактичними геологічними даними, дозволяють затверджувати: циклічності в седиментогенезі, тектогенезі, магматизмі і метаморфізмі мають загальну природу, що пов'язана з полем напружень, обумовленим варіаціями ротаційного режиму; напруження, пов'язані з аномаліями геоїда, відображають особливості протікання геотектонічних процесів в блоковій тектоносфері під дією нормального поля напружень; певну роль в процесі структуроутворення виконує поле напружень, обумовлене місячно-сонячними припливами. Поля напружень, обумовлені порушенням рівноважного стану, є важливим прогностичним критерієм при геотектонічних і геодинамічних побудовах; їх залучення відкриває нові можливості в прогнозі землетрусів, гірничих ударів, раптових викидів вугілля та газу і інших небезпечних явищ.В диссертационной работе на основе количественной оценки полей механических напряжений решена проблема роли ряда факторов, вызывающих нарушение равновесного состояния Земли, а именно: нестабильности ротационного режима планеты, лунно-солнечные приливы, аномалии геоида. Проанализировано их влияние на протекание геотектонических и геодинамических процессов. В ходе выполнения работы решены следующие основные задачи: разработаны алгоритмы и выполнена количественная оценка полей напряжений, обусловленных рядом факторов, приводящих к нарушению равновесного состояния Земли; проанализирована роль данных полей напряжений в протекании геотектонических процессов и установлена их пространственно-временная связь; установлена связь рассматриваемых полей напряжений с особенностями пространственно-временного распределения сейсмических событий в рамках разломно-блоковой модели тектоносферы; показана возможность реконструкции с привлечением информации о полях напряжений, обусловленных нарушением равновесного состояния Земли, возможной природы и механизмов эволюции осадочных бассейнов. Важнейшими выводами, полученными в работе, являются следующие. Величины механических напряжений, обусловленных нарушениями равновесного состояния Земли вследствие влияния различных факторов, распределяются следующим образом: вековое смещение оси вращения в теле Земли – >107 Па; вековое затухание скорости вращения Земли – 105 Па; лунно-солнечные приливы – 104 Па; чандлеровские и годичные колебания полюса – 103 Па и короткопериодные вариации скорости вращения – 102 Па. Поля напряжений в диапазоне 104–106 Па связанны с аномалиями геоида, обусловленными вторичными деформационными процессами в разломно-блоковой тектоносфере. Пространственно-временные особенности полей напряжений, обусловленных нарушением равновесного состояния и их сопоставление с фактическими геологическими данными, позволяют утверждать: цикличности в седиментогенезе, тектогенезе, магматизме и метаморфизме имеют общую природу связанную с полем напряжений, обусловленным вариациями ротационного режима; напряжения, связанные с аномалиями геоида, отражают особенности протекания геотектонических процессов в блоковой тектоносфере под действием нормального поля напряжений; определенную роль в процессе структурообразования играет поле напряжений, обусловленное лунно-солнечными приливами. Поля напряжений, обусловленных нарушением равновесного состояния, являются важным прогностическим критерием при геотектонических и геодинамических построениях; их привлечение открывает новые возможности в прогнозе землетрясений, горных ударов, внезапных выбросов угля и газа и других опасных явлений.Based on the quantitative estimation there was solved a problem of the role of raw of factors caused the disturbances of the equilibrium state of the Earth in the thesis. The factors are: instability of the rotary regime of planet, lunar-solar tides and geoid anomalies. It was made an analysis of its influence on the flowing of geotectonic and geodynamic processes. The main conclusions obtained in this work were the following. Mechanic stresses values caused by the disturbances of the equilibrium state of the Earth that are the result of different factors influence are distributed in such way: ancient displacement of the rotation axes in the Earth body – > 107 Pa; ancient decay of the rotation velocity of the Earth – 105 Pa, lunar-solar tides – 104 Pa, Chandler and annual oscillation of the pole – 103 Pa, short-term variations of the rotation velocity – 102 Pa. The stress fields of the interval 104–106 Pa related with the geoid anomalies caused by secondary deformation processes in the fault-block tectonosphere. Spatial-temporal properties of the stress fields caused by the disturbances of the equilibrium state and its comparison with the factual geological data allows to assert: cyclicity in sedimentation, tectonogenesis, magmatizm and metamorphism have general nature related with the stress fields caused by the variations of rotary regime; stresses related with the geoid anomalies reflect flowing features of geotectonic processes in block tectonosphere under the influence of normal stress field; specified role in forming play the stress field caused by the lunar-solar tides. Stress fields caused by the disturbances of the equilibrium state it’s an important prognosis criterion in geotectonic and geodynamic buildings. Its involvement opens a new possibilities in prognosis of earthquakes, mine impacts, instantaneous outburst and others dangerous phenomena

Урахування основи і сейсмічних умов майданчика для аналізу сейсмостійкості реакторного відділення

Problem statement. Providing of safe exploitation of nuclear power plants, as well as a safety of staff and environment is a very important problem. A distinct feature of this problem is a necessity to provide not only a strength of structures, but also a safe functioning of all systems that control nuclear process. In particular, the influence of earthquake should be considered on constructions of buildings and structures of nuclear and thermal power plant, taking into account soil-structure interaction. According to IAEA’s SSD-9 recommendations, a risk of vibration of soil should be analyzed for each NPP connected with earthquakes soil that means researches, including general, detailed and microseismic zoning of the area works. One of the distinctive features of the considered problem is an evaluation of the seismicity of area and getting the response spectrum on the free surface.Purpose. Determination of seismic resistance of buildings of high category of safety with the example of the reactor compartment of Zaporoghskaya NPP including the soil structure interaction.Conclusion The seismicity assessment of the area and obtaining of response specters on free surface was made during research and analysis of seismic resistance of buildings of high category of safety including the effects of foundation and structures. The method of modeling of the equivalent dynamic characteristics of the base was considered during the research in seismic impacts.Постановка проблемы. Обеспечение безопасной эксплуатации атомных электростанций, а также безопасности персонала и окружающей среды - чрезвычайно важная задача. Отличительной особенностью этой проблемы является необходимость обеспечения не только прочности конструкций, но и надежного функционирования всех систем, которые осуществляют контроль ядерного процесса. В частности, необходимо учитывать влияние землетрясения на конструкции зданий и сооружений АЭС с учетом их взаимодействия с грунтовым основанием. Согласно рекомендациям МАГАТЭ SSG-9, для каждой АЭС должен быть проанализирован риск колебаний грунта, связанный с землетрясениями, что означает исследования, включающие в себя работы по общему, детальному и микросейсмическому районированию площадки. Одной из отличительных особенностей рассматриваемой проблемы является оценка сейсмичности площадки и получение спектров ответа на свободной поверхности.Цель работы. Определение сейсмостойкости зданий повышенной категории ответственности на примере реакторного отделения Запорожской АЭС с учетом взаимодействия с грунтовым основанием.Вывод. В ходе исследования произведена оценка сейсмичности площадки и получены спектры ответа на свободной поверхности, выполнен анализ сейсмостойкости здания повышенной категории ответственности с учетом эффектов взаимодействия основания и сооружения. В процессе исследования рассмотрена и реализована методика моделирования эквивалентных динамических характеристик основания при сейсмических воздействиях.Постановка проблеми. Гарантування безпечної експлуатації атомних електростанцій, а також безпеки персоналу і навколишнього середовища - надзвичайно важливе завдання. Відмінною особливістю цієї проблеми є необхідність забезпечення не тільки міцності конструкцій, а й надійного функціонування всіх систем, які здійснюють контроль ядерного процесу. Зокрема, необхідно брати до уваги вплив землетрусу на конструкції будівель і споруд АЕС з урахуванням їх взаємодії з ґрунтовою основою. Згідно з рекомендаціями МАГАТЕ SSG-9, для кожної АЕС має бути проаналізований ризик коливань ґрунту, пов'язаний із землетрусами, що означає дослідження, які включають у себе роботи із загального, детального і мікросейсмічного районування майданчика. Одна з відмінних особливостей розглянутої проблеми - оцінювання сейсмічності майданчика і отримання спектрів відгуку на вільній поверхні.Мета роботи. Визначення сейсмостійкості будівель підвищеної категорії відповідальності на прикладі реакторного відділення Запорізької АЕС з урахуванням взаємодії з ґрунтовою основою.Висновок. У ході дослідження проведено оцінювання сейсмічності майданчика та отримано спектри відгуку на вільній поверхні, виконано аналіз сейсмостійкості будівлі підвищеної категорії відповідальності з урахуванням ефектів взаємодії основи і споруди. У процесі дослідження розглянуто і реалізовано методику моделювання еквівалентних динамічних характеристик основи за сейсмічних впливів

Nature and forecast of regional zoning of dynamic phenomena in mines of Donbass

Principal propositions of the method and results of prediction of regional zones development of dynamic phenomena in the mines of Donets Basin are considered on the basis of geological environment mechanical stresses estimation caused by disturbance of the equilibrium state according to gravimetric data