hydrophysicsФундаментальная и прикладная гидрофизикаFundamental and Applied Hydrophysics2073-66732782-5221St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Scienceshydrophysics-1050Research ArticleВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МОРСКИХ ОБЪЕКТОВ, ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫINTERACTION OF MARINE OBJECTS*, OCEAN‏ AND ‏ATMOSPHEREОпределение коэффициента динамичности при воздействии бора на оградительное сооружение гравитационного типаDetermination of the dynamic coefficient under the tsunami bore impact on the protective structure of gravitational typeРутманЮ. Л.RutmanYu. L.ФильковВ. Ю.FilkovV. Yu.filkov@bk.ruСанкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университетРоссияSt.-Petersburg state University of architecture and constructionRussian Federation«23 Государственный морской проектный институт» — филиал АО «31 ГПИСС»Россия«The 23rd State marine design Institute» — branch of JSC «31 GPISS»Russian Federation2017271120221039196Copyright © Рутман Ю.Л., Фильков В.Ю., 20222022Рутман Ю.Л., Фильков В.Ю.Rutman Y.L., Filkov V.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/1050

В теоретических и экспериментальных исследованиях, посвященных нагрузкам от обрушенной волны на гидротехнические и береговые сооружения при воздействии цунами, как правило не учитывался динамический эффект, обусловленный податливостью сооружения и основания. На основании анализа современных публикаций была установлена обобщенная зависимость равнодействующей давления обрушенной волны (бора) на сооружение от времени. Реакция сооружения на воздействие бора зависит от временного характера нагружения и жесткости системы «грунт-сооружение». Произведена численная оценка динамического эффекта при различных значениях скорости нагружения и жесткости системы на примере оградительного мола, выполненного из массивов-гигантов. Были рассмотрены различные грунтовые основания, соответствующие возможным условиям строительства. В качестве расчетной схемы сооружения было показано абсолютно жесткое тело на упругом основании, обладающее двумя степенями свободы — смещением в горизонтальном направлении и поворотом в плоскости, перпендикулярной оси мола. Рассматривались собственные колебания, соответствующие низшему тону с учетом инерционного влияния воды. Из результатов выполненных в статье исследований следует, что при определении нагрузок от бора на оградительные сооружения следует учитывать их динамический характер. В рамках консервативной оценки при приближенных расчетах допускается принимать значение коэффициента динамичности равное двум.

In theoretical and experimental researches of loads from a collapsed wave on marine and coastal structures from tsunami dynamic effect due to the flexibility of the structure and the foundation was not taken. The generalized dependence of the resultant pressure waves of the collapsed wave (bore) from time was established based on the analysis of modern publications. The reaction of structures to the effects of bore depends of loading and stiffness of the system «soil-construction». Numerical evaluation of dynamic effects for different values of the loading rate and the stiffness of the system, for example, of protective breakwater are made. Various ground bases corresponding to possible conditions of construction are examined. As the analyses scheme of the building there was considered an absolutely rigid body on an elastic base with two degrees of freedom — displacement in the horizontal direction and rotation in the plane perpendicular to the axis of the pier. Self-oscillations corresponding to the lower mode taking into account the inertial effects of water are considered. From the results of the article, researches have shown that, when defining loads from the bore on the protection structure should take into account their dynamic nature. For a conservative evaluation in approximate calculations it is allowed to take the value of the dynamic factor equal to two.

цунамиборкоэффициент динамичностипериод собственных колебанийвоздействиереакцияtsunamiboredynamic coefficientthe period of oscillationimpactreactionReferencesRobertson I. N., Carden L. P., Chock G. Y. K. Case Study of Tsunami Bore Impact on RC Wall // Proceedings of the 32nd International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering. OMAE 2013. June 9—14, 2013, Nantes, France. URL: https://www.researchgate.net/publication/267607620_Case_Study_of_Tsunami_Bore_Impact_on_RC_Wall (Дата обращения: 01.05.2017).Robertson I. N., Carden L. P., Chock G. Y. K. Case Study of Tsunami Bore Impact on RC Wall. Proceedings of the 32nd International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering. OMAE 2013. June 9—14, 2013, Nantes, France. URL: https://www.researchgate.net/publication/267607620_Case_Study_of_Tsunami_Bore_Impact_on_RC_Wall (Accessed: 01.05.2017).Robertson I. N., Riggs H. R., Mohamed A. Experimental results of tsunami bore forces on structures // Proceedings of the 27th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering. OMAE2008. June 15—20, 2008, Estoril, Portugal. URL: http://teri.hawaii.edu/pdf/OMAE2008Robertson.pdf (Дата обращения: 01.05.2017).Robertson I. N., Riggs H. R., Mohamed A. Experimental results of tsunami bore forces on structures. Proceedings of the 27th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering. OMAE 2008. June 15—20, 2008, Estoril, Portugal. URL: http://teri.hawaii.edu/pdf/OMAE2008Robertson.pdf (Accessed: 01.05.2017).Wei Z., Dalrymple R. A., Hérault A., Bilotta G., Rustico E., Yeh H. SPH modeling of dynamic impact of tsunami bore on bridge piers // Coastal Engineering. 2015. V. 104. P. 26—42. URL: http://peer.berkeley.edu/tsunami/wp-content/uploads/2015/11/1-s2.0- S0378383915001143-main.pdf (Дата обращения: 01.05.2017).Wei Z., Dalrymple R. A., Hérault A., Bilotta G., Rustico E., Yeh H. SPH modeling of dynamic impact of tsunami bore on bridge piers. Coastal Engineering. 2015, 104, October 2015, 26—42. URL: http://peer.berkeley.edu/tsunami/wp-content/uploads/2015/11/1-s2.0-S0378383915001143-main.pdf (Accessed: 01.05.2017).Palermo D., Nistor I. Understanding tsunami risk to structures: a Canadian perspective // The 14th World Conference on Earthquake Engineering. October 12—17, 2008, Beijing, China. URL: http://www.tsunamisociety.org/274PalermoNistor.pdf (Дата обращения: 01.05.2017).Palermo D., Nistor I. Understanding tsunami risk to structures: a Canadian perspective. The 14th World Conference on Earthquake Engineering. October 12—17, 2008, Beijing, China. URL: http://www.tsunamisociety.org/274PalermoNistor.pdf (Accessed: 01.05.2017).Md Mostafizur Rahman, Eizo Nakaza. Experimental and numerical simulation of tsunami bore impact on a building // International Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET). 2016. V. 7, Iss. 4. P. 13—23. URL: http://www.iaeme.com/MasterAdmin/UploadFolder/IJCIET_07_04_002-2/IJCIET_07_04_002-2.pdf (Дата обращения: 01.05.2017).Md Mostafizur Rahman, Eizo Nakaza. Experimental and numerical simulation of tsunami bore impact on a building. International Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET). 2016, 7, 4, July—August 2016, 13—23. URL: http://www.iaeme.com/MasterAdmin/UploadFolder/IJCIET_07_04_002-2/IJCIET_07_04_002-2.pdf (Ref. date: 01.05.2017).Ashwin Lohithakshan Parambath. Impact of Tsunamis on Near Shore Wind Power Units. Texas.: A&M University, 2010. URL: https://www.flow3d.com/wp-content/uploads/2014/08/Impact-of-Tsunamis-on-Near-Shore-Wind-Power-Units.pdf (Дата обращения: 01.05.2017).Ashwin Lohithakshan Parambath. Impact of Tsunamis on Near Shore Wind Power Units. Texas.: A&M University, 2010. URL: https://www.flow3d.com/wp-content/uploads/2014/08/Impact-of-Tsunamis-on-Near-Shore-Wind-Power-Units.pdf (Accessed:01.05.2017).Development of A Guideline for Estimating Tsunami Forces on Bridge Superstructures, Final Report SR 500-340 URL: https://ntl.bts.gov/lib/43000/43100/43110/TsunamiForces_SR500_342__2_.pdf (Дата обращения: 01.05.2017).Development of A Guideline for Estimating Tsunami Forces on Bridge Superstructures, Final Report SR 500-340. URL: https://ntl.bts.gov/lib/43000/43100/43110/TsunamiForces_SR500_342__2_.pdf (Accessed: 01.05.2017).Кульмач П. П. Сейсмостойкость портовых гидротехнических сооружений. М.: Транспорт, 1970. 312 с.Kulmach P. P. Earthquake resistanсe of port hydraulic engineering constructions. Moscow, Transport, 1970. 312 p. (in Russian).Кульмач П. П., Филиппенок В. З. Воздействие цунами на морские гидротехнические сооружения. М.: Транспорт, 1984. 303 с.Kulmach P. P., Filippenok V. Z. Impact of a tsunami on sea hydraulic engineering constructions. Moscow, Transport, 1970. 312 p. (in Russian).Шиманский Ю. А. Динамический расчет судовых конструкций. Л.: Судпромгиз, 1963. 444 с.Shimanskiy Y. A. Dynamic analysis of ship structures. Leningrad, Sudpromgiz, 1963. 444 p. (in Russian).

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