Вперше на підставі використання системного підходу побудовано моделі управління сейсмічним ризиком з застосуванням методів ймовірнісного аналізу безпеки, ризик-аналізу та теоретичних положень щодо утворення моніторингу літотехнічної системи об'єкта. Здійснено комплексне вивчення складових сейсмічного ризику для АЕС, розміщених на території України, зокрема природну сейсмічну небезпеку, техногенну надійність середовища існування, можливість запобігання наслідкам землетрусів, готовність населення та офіційних органів влади до сейсмічної дії. Розроблено й апробовано оригінальну методику аналізу сейсмічного ризику для територій розміщення потенційно небезпечних об'єктів на прикладі АЕС України. Наведено оцінку впливу природних і техногенних процесів на модельних прикладах для конкурентних майданчиків АЕС України.

  Скачати повний текст

Вперше проведено геодинамічні дослідження на території Закарпаття з використанням новітніх лазерно-цифрових засобів деформографічних і метеотемпературних спостережень, виконаних на базі власних розробок автора, що дозволило спостерігати та вивчати повільні геодинамічні процеси та переміщення до, під час і після землетрусів, організувати базу деформографічних і метеоструктурних даних, проводити обробку та комплексний аналіз геофізичної інформації. Розглянуто вплив на проведення демографічних випромінювань різних атмосферних факторів, зокрема, температури. Проведено порівняльний аналіз одержаних результатів з теоретично розрахованими значеннями припливної сили. Показано особливості записів демографічних даних у разі сейсмічних подій. Виявлено закономірності на підставі аналізу одержаних даних, спрогнозовано періоди анамального збільшення сейсмічної активності з метою передбачення катастрофічних явищ. Встановлено зв'язок між геологічною будовою, сезонними коливаннями температури, впливом припливного потенціалу та сейсмічними умовами у регіоні. За допомогою даних деформаційного, сейсмічного та температурного моніторингу показано перспективні шляхи виявлення механізмів накопичення та перерозподілу пружних деформацій, а також виявлено можливі провісникові ефекти перед місцевими землетрусами.

  Скачати повний текст

Уперше показано, що прогрів верхньої мантії супроводжується утворенням шарів часткового плавлення з верхньою межею на глибині близько 250-ти км, які є гравітаційно стійкими, тому що густина розплавів у них не менша за густину твердої фази. Розроблено модель теплової нестійкості зони знижених сейсмічних швидкостей у центральній Європі як зони часткового плавлення з верхнею межею поблизу рівня інверсії густин (РІГ). Одержано оцінки характерних масштабів і часів нестійкості та показано, що вони узгоджуються з результатами спостережень. Установлено, що джерелами кімберлітового магматизму є шари часткового плавлення, що майже цілком лежать глибше за РІГ. Вперше запропоновано геодинамічну модель походження кімберлітів. Здобуто нові розв'язки для тріщини Дагдейла - Баренблатта розтягу та зсуву. Продемонстровано, що для неї існує макроскопічний параметр, який має розмірність довжини - так звану критичну довжину, що є природним масштабом. Розроблено модель підготовки землетрусів інтрузивного типу та з'ясовано умови, за яких тріщина гідро/магморозриву може спричинити утворення сейсмогенної кінцевої тріщини зсуву. Зазначено, що передбачення моделі, включаючи існування зростаючого поверхневого купола над магматичною камерою, специфічний вигляд механізму вогнища землетрусу та сильна залежність сейсмічної енергії від глибини гіпоцентру, спостерігаються у природі. Добуто нові точні розв'язки для напружень і зміщень у пружному напівпросторі, що викликаються накачкою круглої горизонтальної тріщини гідро/магморозриву. Доведено, що дані рішення дозволяють виконувати інтерпретацію сучасних високоточних супутникових геодезичних спостережень.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена дослідженню фізичних механізмів, що спричиняють аномальні часові зміни геомагнітного поля, та інтерпретації цих змін. Запропоновано механізм формування аномального магнітного ефекту електрокінетичної природи для моделі квазіоднорідного середовища і проведено його статистичні дослідження. Проведено інтерпретацію результатів геомагнітних зйомок на Північному Кавказі, в Дніпровсько-Донецькій западині, Закарпатті та Львівському палеозойському прогині. Виявлено несинфазність коливань зміни напружень на різних глибинах в земній корі. Розглянуто механізм часових змін векторів Візе, отриманих з результатів спостережень бухтоподібних варіацій геомагнітного поля, та знайдено основні математичні вирази для нього. Дано інтерпретацію часових змін векторів Візе на РГС "Нижнє Селище". Виявлено зону динамічної лінеаризації на південний схід від РГС, наявність двох типів аномальних часових змін векторів Візе на Закарпатському геодинамічному полігоні та проаналізовано їх зв'язок з землетрусами поблизу Карпатської аномалії електропровідності.

  Скачати повний текст

Виявлено вплив землетрусів на температуру верхньої атмосфери для різних регіонів землі за супутниковими даними. Проведено відокремлення збурень, викликаних землетрусами, від фонових особливостей іоносфери, з використанням статистичного підходу та реакції верхньої атмосфери на конкретні сейсмічні події. Виявлено зміну термосферної циркуляції над осередками потужніх землетрусів в іоносфері за результатами супутникових вимірювань. Одержано відгук у критичній частоті шару F2 на землетрус у процесі аналізу іонозондових спостережень над Якутськом. З застосуванням даних спостережень вивчено сейсмічні ефекти у яскравості дискретних форм полярних сяйв. Запропоновано концепцію інтенсифікації турбулентності на висотах мезопаузи та нижньої термосфери за умов проходження внутрішніх гравітаційних хвиль від сейсмічних джерел та пов'язану з нею реконструкцію фотохімічного циклу. З використанням числового моделювання розраховано значення феноменологічних коефіцієнтів турбулентності для конкретних супутникових вимірів температури та вітру.

  Скачати повний текст

Розроблено підходи щодо визначення поля переміщень на вільній поверхні шаруватого півпростору для близької та далекої зон, коли джерело сейсмічних хвиль є довільно орієнтованою силою та тензором сейсмічного моменту. Запропоновано аналітично-числові підходи щодо визначення компонент тензора сейсмічного моменту, а також використання сингулярного розкладу у випадку погано обумовлених матриць. Показано, що із визначенням сейсмічного тензора, як функції часу, є можливості для оцінки часу, протягом якого відбувається сейсмічна подія.

  Скачати повний текст

Створено принципи коректного моделювання та розрахунку багатоповерхових будівель з урахуванням властивостей багатошарової грунтової основи та її шаруватості за умов сейсмічного впливу. Розроблено раціональні конструктивні рішення. Запропоновано методику розрахунку багатоповерхових залізобетонних будівель на вплив статичних і сейсмічних навантажень, яка грунтується на використанні методу скінченних елементів. Це дозволяє розраховувати систему основа - фундамент - споруда з урахуванням просторового характеру її роботи, а також фактора впливу грунтів з їх інерційними властивостями. Аналітично обгрунтовано необхідні параметри основи в сейсмічних розрахунках зазначеної системи. Відзначено, що у разі врахування грунтової основи та без неї, форми та періоди коливань значною мірою відрізняються. Проведено числові експериментальні дослідження, на підставі яких підтверджено доцільність використання розробленої методики оцінювання напружено-деформованого стану будівель у разі сейсмічних впливів. Проведено порівняння даних, одержаних внаслідок машинного аналізу та наявних пошкоджень будівель, які постраждали під час Спітакського землетрусу 7.12.1988 р. Запропоновано рекомендації щодо оптимізації конструктивних рішень будівель та їх окремих елементів. Наведено методику розрахунку впровадження під час проектування нових будівель в Об'єднаних Арабських Еміратах.

  Скачати повний текст

Розроблено та реалізовано нові методи наднизькочастотного - дуже низькочастотного (ННЧ - ДНЧ) радіозондування нижньої іоносфери та моніторингу світової грозової активності, створені на підставі результатів вимірювання природних електромагнітних ННЧ - ДНЧ полів у резонансній порожнині Земля - іоносфера. Детально досліджено вплив такого явища космічної погоди, як сонячні протонні події на параметри глобального (шуманівського) резонансу. Розв'язано зворотні радіофізичні задачі, які є основою методів пасивної локації розподілених у просторі джерел ННЧ - ДНЧ полів. Дані методи створені на однопозиційних вимірюваннях середніх спектрів природного ННЧ фону та реконструкції дистанційних профілів світової грозової активності, а також на багатопозиційних вимірюваннях для проведення ННЧ - ДНЧ радіотомографії просторового розподілу гроз. Розглянуто нові однопозиційні методи локації блискавок і визначення характерних параметрів нижньої іоносфери з використанням широкосмугових природних сигналів - ДНЧ атмосфериків, на базі яких проведено моніторинг регулярних варіацій (добових і сезонних) параметрів нічної нижньої іоносфери. Визначено особливості флуктуації сигналів ДНЧ радіопередавачів, що поширюються поздовж сейсмоактивних трас. Виявлено збурення у ДНЧ сигналах з періодами внутрішніх гравітаційних і планетарних хвиль, які передують потужнім землетрусам, що проходили поблизу трас поширення.

  Скачати повний текст

Досліджено особливості динаміки аномального магнітного поля і векторів індукції у зв'язку з сейсмотектонічними процесами у Закарпатті. Для підвищення якості та оперативносі досліджень було розроблено методи відбракування некондиційних даних, метод кореляції з синус-функцією на асиметрично заданому півперіоді для виявлення малоамплітудних аномалій у рядах спостережень геомагнітного поля, методику та програмне забезпечення обробки великих масивів цифрових магнітоваріаційних спостережень. Це дозволило виявити нові особливості у часових рядах геомагнітного поля та векторів індукції. На основі зіставлення зі сейсмічним режимом показано, що у Закарпатському сейсмоактивному прогині крім класичних бухтоподібних аномалій провісникового типу тектомагнітні аномалії можуть проявлятися також у вигляді довготривалих трендових змін, різких змін рівня поля та суттєвого підвищення дисперсії у часових рядах. Виявлено просторово-часову кореляцію аномальних проявів компонент векторів індукції та аномальних змін геомагнітного поля з розташуванням епіцентрів близьких землетрусів. Збільшення кількості часових рядів векторів індукції дозволило вказати на існування закономірностей їх сезонних і добових змін.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Встановлено, що процеси розривоутворення у вогнищах і вогнищевих зонах землетрусів Чорноморського басейну розвиваються у двох і більше напрямках зі швидкостями, які перевищують швидкість поперечних хвиль. Найбільш складні форми розривів і максимальні швидкості розповсюдження відзначено для землетрусів зони Вранча й Кавказу. Зазначено, що перевагу має діагональна орієнтація розривів у вогнищах слабких і сильних землетрусів, а процес руйнування середовища під час землетрусів у Криму відбувається за умов великого макротертя за рахунок шорсткості міжблокових поверхонь. Аномальні значення динамічних параметрів вогнищ мають властивість групування у просторі та часі (в період підготовки найбільш сильних землетрусів). Встановлено високу сейсмічну активність Чорноморської западини (область відсутності гранітного шару), яка раніше вважалась асейсмічною. Землетруси з великими та малими енергіями оконтурюють літосферні блоки різних розмірів. Розглянуто фундаментальну властивість сеймічності: монотонне стягування (міграція) епіцентрів слабких поштовхів до зони майбутнього сильного землетрусу на всіх рівнях ієрархії. Доведено, що процеси формування та розвантаження вогнищевих зон землетрусів Криму та зони Вранча мають як загальні риси просторово-часової впорядкованості, так і відмінності, пов'язані з неоднорідністю середовища та полів напружень у різних частинах регіону та на різних структурних поверхах літосфери. Одержано кількісні характеристики добротності середовища Кримсько-Чорноморського регіону та функції загасання детермінованих і нерегулярних (кода) сеймічних хвиль. Запропоновано нову енергетичну та магнітудну класифікацію місцевих і близьких землетрусів Чорноморського регіону за записами широкосмугової та короткоперіодної апаратури на станціях Криму. Це дозволяє однаково та без пропусків параметризувати всі землетруси за величиною їх енергії. Проведено кількісну оцінку сейсмічної небезпеки Криму з використанням нових експериментальних даних і закономірностей за вогнищевою сеймічністю та сейсмотектонікою регіону на базі нової методології та програмних засобів.

  Скачати повний текст

Проведено вивчення у кількісному аспекті фізичних параметрів вогнищ і сейсмічності території України, що визначають ступінь сейсмічної небезпеки. Детально досліджено й оцінено параметри сейсмічного режиму, а саме: закон повторюваності землетрусів, рівень сейсмічної активності, потужність сейсмоактивного шару, сейсмічний потенціал головних зон виникнення вогнищ землетрусів (ВВЗ), а також параметри вогнищ найсильніших землетрусів у цих зонах. Показано просторову та часову мінливість сейсмологічних параметрів та їх вплив на прогнозну сейсмічну небезпеку. З використанням одержаних моделей вогнищ, сейсмічності, загасання та зон ВВЗ побудовано нову модель сейсмічної небезпеки території України, яку представлено у вигляді комплекту карт загального сейсмічного районування (ЗСР) трьох рівнів (масштаб 1 : 2 500 000), що відображають розрахункову інтенсивність I сейсмічних дій (у балах шкали MSK-64), очікуваних на даній площі з заданою вірогідністю P (%) протягом певного інтервалу часу t.

  Скачати повний текст

Вивчено механізм формування фортифікаційних структур з короткочасним циклом розвитку, для чого як базисну модель використано кріпосний ансамбль Фуни. Встановлено, що хронологічні рамки існування даної фортеці охоплюють період 1423 - 1475 рр. Об'єкт мав три чітко виражені періоди, кожний з яких позначився кардинальними змінами в об'ємно-планувальній та фортифікаційній структурах. Відповідно тричі змінювалась оборонна концепція, що отримала своє втілення у воєнно-інженерному вирішенні ансамблю та архітектоніці його споруд. Визначено, що формування подібних структур цілковито залежало від воєнно-політичної ситуації, геофізичного фактора та будівельних традицій регіону. Апробовано метод використання конструктивних особливостей будівель для розробки хронології укріплень, а також запропоновано нову дату ялтинського землетрусу XV ст.: жовтень - листопад 1423 р. Дослідження дають змогу створити базу для подальшого вивчення Фуни - на сьогодні однієї з найбільш інформативних і репрезентативних сердньовічних пам'яток Криму.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему створення регіональної мережі геологічного моніторингу просторово-часової мінливості структурно-тектонічних зон у межах північно-західного шельфу Чорного моря з використанням сейсмоакустичного методу моніторингу з урахуванням особливостей поширення пружних хвиль у шаруватому геологічному середовищі. Розроблено теоретичні та методичні засади моніторингу геодинамічних зон шельфу Чорного моря у межах зони з'єднання Східно-Європейської платформи та Скіфської плити. Визначено спряженість структурно-тектонічних полів дослідженого регіону з геодинамічною системою. Наведено принципи побудови системи моніторингу динаміки інтегральних градієнтів геологічного об'єкта даного регіону та сформовано геодинамічну модель для північно-західного шельфу Чорного моря з використанням принципів допустимої однорідності геологічного середовища. Побудовану модель обгрунтовано даними про геологічну будову регіону, його структурно-тектонічний і геодинамічний розвиток, а також визначеними геофізичними та фізико-механічними параметрами гірських порід. Модельні шари обрано максимально однорідними за своїми геологічними, геофізичними, інженерно-геологічними й іншими параметрами. Фізичними параметрами є швидкість проходження хвиль, коефіцієнти їх загасання та поглинання, а також щільність гірських порід. Метод інтегрального обчислення визначено як математичну модель вивчення динамічних характеристик напруженого стану у структурних полях. Доведено необхідність створення системи моніторингу для реєстрації та прогнозу землетрусів, дослідження глибинної будови земної кори, детального вивчення динаміки сучасних відкладів.

  Скачати повний текст

Проаналізовано ефективність застосування стандартних критеріїв ідентифікації природи сейсмічних явищ за умов платформної частини території України. Показано, що, у зв'язку з специфічністю сигналів від слабких місцевих землетрусів і малою кількістю сейсмічних станцій, можливість використання більшості з розглянутих критеріїв значно обмежується. Запропоновано новий спосіб ідентифікації природи джерела сейсмічного явища за результатами аналізу залежності відношення нормованих значень енергії сейсмічного сигналу та шуму від центральної частоти смугового фільтра в діапазоні 1 - 18 Гц. Підтверджено сучасну активність ряду тектонічних структур, зокрема, зон глибинних порушень земної кори Волино-Поділля й Українського щита.

  Скачати повний текст

Розроблено теоретичні засади формування та функціонування регіональної екологічної небезпеки, установлено загальні закономірності та особливості її техногенної складової. Доведено пріоритетність регіоналізації небезпеки у формуванні стратегії та тактики керування екологічною небезпекою. Теоретично обгрунтовано основні положення щодо цього керування за умов техногенних землетрусів - джерел нововиявленого різновиду екологічної небезпеки та однієї з регіональних її домінант. Визначено основні принципи побудови регіональної системи керування. Створено та впроваджено в індустріально навантаженому регіоні з унікальною структуризацією екологічної небезпеки комплексну систему керування, яка відрізняється ієрархічністю структури.

  Скачати повний текст

Наведено характеристики сейсмічності та сейсмотектонічного процесу в зонах Карпатського регіону за сейсмологічними та геофізичними даними. Розглянуто метод визначення і врахування усереднених кінематичних нев'язок об'ємних сейсмічних хвиль землетрусів для різних станцій та сейсмоактивних зон, а також метод побудови розрахункового Закарпатського (Мукачівського) годографа на основі швидкісної моделі літосфери даного регіону з метою покращення точності визначення гіпоцентральних параметрів місцевих землетрусів. Визначено особливості сейсмотектонічного процесу в літосфері Буковини на основі інтерпретації сейсмологічних, геолого-фізичних, геодезичних та геоморфологічних даних. Досліджено геодинаміку Берегівської сейсмоактивної зони Закарпаття і описано механізм місцевого землетрусу 1965 р. як механізм зі скидо-розсувною кінематикою.

  Скачати повний текст

У дисертації розглянуто питання проектування і експлуатації сейсмостійких будівель і споруд. Аналіз сейсмостійкості будівель та гідротехнічних споруд зведених в сейсмічних районах України показав, що фактичні сейсмічні навантаження на споруди значно перевищують розрахункові навантаження, які були визначені нормативними документами до 2006 року.У вступі розкрито стан наукової проблеми, обґрунтована актуальність, викладена мета, завдання та робочі гіпотези виконаних досліджень. Охарактеризовано наукову новизну, практичну цінність роботи та відомості про її апробацію, надана загальна характеристика дисертації.У першому розділі наведено короткий огляд досліджень деформації будівель і споруд при землетрусах, відзначено, що в останні роки був накопичений значний досвід в області розробки теорії сейсмостійкості з урахуванням просторової поведінки конструкцій. У той же час, проблема хвильової природи сейсмічних впливів вивчалася епізодично, мало робіт присвячено врахуванню кінцевої швидкості поширення сейсмічних хвиль. Для ефективного вирішення цієї проблеми було обґрунтовано можливість і доцільність спрощення моделей споруд шляхом приведення об'ємної задачі до двовимірної. Систематизовано та узагальнено наявні дані по оцінці несучої здатності будівель і споруд в умовах сейсмічних впливів.У другому розділі проаналізовано основні підходи до проведення сейсмічного мікрорайонування (СМР); запропоновано практичний підхід до уточнення прогнозованої сейсмічної інтенсивності (бальності) будівельних майданчиків з урахуванням результатів детального сейсмічного районування (ДСР) і сейсмічного мікрорайонування (СМР); розроблена апаратура і методика польових досліджень; розроблено напівемпіричну методику побудови розрахункових акселерограм; встановлено, що нерівномірності поля коливань ґрунту, фільтрація сейсмічних хвиль геологічним середовищем і виникнення резонансних коливань в спорудах при сильних підкорових землетрусах зони Вранча можуть привести до збільшення сейсмічних навантажень у декілька разів; запропоновано рекомендацію, згідно якої уточнення сейсмічності майданчиків будівництва повинно виконуватися на основі сейсмічного мікрорайонування.У третьому розділі розроблено аналітичні і чисельно-аналітичні методи розрахунку для регулярних споруд; удосконалено метод зниження розмірності просторових об'єктів; розроблено алгоритми розрахунку регулярних будівель і причальних споруд на сейсмічні впливи; виконане порівняння результатів розрахунку споруд з використанням різних програмних комплексів показало високу точність запропонованих методів.У четвертому розділі наводяться результати розрахунку для трьох об'єктів і порівняння одержаних результатів з результатами застосування методик викладених в третьому розділі. Виконано перевірочні розрахунки конструкції причалу судноремонтного пірсу №2 ТОВ «Іллічівського судноремонтного заводу» з використанням учбових програмних комплексів SCAD (спектральний метод) PLAХIS (розрахунок на синтезовані акселерограми). Розрахунок укриття машинного залу газової станції Орлівка 2 та 24-х поверхового житлового будинку (житлова будівля №1 і №2) за адресою: пров. Средньофонтанський, 1-а, Приморський район, м. Одеса, виконувались з використанням ПК ЛІРА-САПР.Ключові слова: клас наслідків (відповідальності), землетруси, сейсмічне мікрорайонування, розрахункові акселерограми, будівлі, споруди^UThe thesis deals with the calculation of buildings and structures of increased responsibility for seismic impacts. It is shown that not taking into account a number of geophysical factors leads to a significant change in the magnitude of seismic influences, often in a dangerous direction. To assess the reliability of the objects of the increased class of responsibility (CC2 and CC3), it is necessary to obtain additional geophysical data (wave propagation speed under the structure, the prevailing period of soil oscillation and synthesized accelerograms taking into account the ground conditions of the construction site). Theoretical modeling of seismic influences and numerical experiments made it possible to establish that the unevenness of the soil oscillation field, the seismic wave filtration by the geological medium, and the appearance of resonance oscillations in structures with strong subcrustal earthquakes in the Vrancea zone may increase seismic loads by several times. The calculated accelerograms and reaction spectra based on the results of the SMR make it possible to significantly reduce the cost of this earth-resistant construction due to the optimal choice of design solutions that avoid the coincidence of the prevailing frequencies corresponding to peak accelerations in seismic waves, the resonant frequencies of the underlying soil strata and the natural frequencies of the designed building ), with the preservation of the necessary reliability of highly responsible structures.Key words: class of consequences (responsibility), earthquake, seismic microzoning, calculated accelerograms, buildings, structures

Дисертаційна робота присвячена вивченню динаміки структурованих геосередовищ з урахуванням їх дискретної та ієрархічної будови. Геосередовища, про які йдеться в роботі, включають широкий клас природних дискретних масивів гірських порід: від масивів гранульованих порід, таких як пісок, до суттєво неоднорідних і фрагментованих областей, якими є сейсмоактивні зони. Дослідження здійснюються в рамках підходу, в якому геосередовище трактується як термодинамічно відкрита складна дискретна система з ієрархічною будовою та нелінійною і дисипативною взаємодією між структурними елементами. Для вивчення динаміки структурованих середовищ використовуються дискретні моделі, оскільки континуальні моделі не здатні відтворити всю різноманітність динамічної поведінки таких середовищ.Розроблено модель землетрусів, яка базується на двох фундаментальних принципах: ієрархічній структурі сейсмоактивних областей та концепції самоорганізованої критичності. Модель відтворює основні емпіричні властивості сейсмічних процесів.Експерименти та розрахунки зсувного деформування гранульованого середовища продемонстрували статистичну подібність до процесів, що відбуваються у сейсмічно активних регіонах. Ці результати поглиблюють розуміння природних сейсмічних процесів та розширюють можливості прогнозування та контрольованого впливу на них.^UThe thesis is devoted to studying the properties of dynamics of geomedia taking into account their discrete and hierarchical structure. The geomedia considered in the thesis cover a broad class of natural discrete rocks massifs: from granular rock massifs e.g. sand to substantially heterogeneous and fragmented areas such as seismically active zones. The research is carried out within the framework of the approach considering the geomedium as a thermodynamically open complex system consisted of hierarchically embedded discrete elements with nonlinear and dissipative interactions. Because of continuum models are not able to reproduce the entire variety of dynamic behavior of such media the discrete models were applied for studying the structured media dynamics. The computer simulation of wave processes is performed using the discrete element method. The studies testify that in discrete media these processes fundamentally differ from similar ones in homogeneous solids and the wave fields depend on the type of structured elements packing. The simulation of the wave propagation in a layer of the granular medium with spherical grains discovered a rotating wave structure formation. It is shown that the deformation properties of granular media with elastic, elastic-viscous and elastic-plastic types of interaction between particles depend on the rate of deformation, on the package density and on the of the grain sizes. To explore the granular medium microcharacteristics, namely forces acting on individual structural elements at the bottom of the granular sample under dynamic load, the novel experimental technique is developed. As a result of experiments, the distributions exibiting the exponentially decaying maximum values of the forces with which the spherical grains act on the cylinder bottom in the range of large forces are obtained. Moreover, the computer simulation demonstrates that the exponential force distribution takes place throughout the sample and thus confirms the presence of correlations between intergranular forces in the process of dynamic loading of granular specimen. The time dependencies of the coordination number, the orientation order parameter, the correlation radius and the distribution of forces obtained in the calculations clearly indicate the non-equilibrium nature of the deformation process in the granular medium under impulse loading. To study the dynamics of hierarchically organized discrete media, the model of the system of embedded anharmonic oscillators is elaborated. Using the Poincaré section technique, it is stated that the system of equations for the model having three hierarchical levels with oscillators identical on each level and under the condition that they move simultaneously possesses the localized quasiperiodic and chaotic trajectories. The study of vibrating processes in the multilevel system is also carried out. It is shown that there exists a critical value of the structural parameter corresponding to the formation of comparative oscillations in the first and the last hierarchical levels. The effect of dissipation on the formation of oscillation processes in the hierarchical system is studied within the framework of the three-level model, when the highest structural level is subjected to the action of harmonic force. The analysis of obtained amplitude-frequency curves show that the hierarchical structure behaves as an amplifier of the signal applied to the highest level of the hierarchy. The earthquake model is developed based on two fundamental principles: the hierarchical structure of seismically active regions and the concept of self-organized criticality. The model reproduces the basic empirical properties of seismic processes: the frequency-energy scaling relation (the Gutenberg-Richter law), the generalized Omori law for temporal decay of aftershocks, the aftershock productivity law, Båth's law for the mean value of the relative difference in magnitude between the major earthquake and its largest aftershock, the fractal distributions of hypocenters (epicenters) with power-law dependencies of the number of events on distances between hypocenters (epicenters), and, finally, the γ distribution for waiting times. In the model, the threshold energies depend on the block sizes and are distributed according to the Gauss law. Experiments and simulation of shear deformation of the granular medium formed by the cubic elements demonstrate a statistical similarity to the processes occurring in seismically active regions. These results open the prospect of the better understanding of natural seismic processes and possibilities for forecasting and controlled influence on them.

Дисертаційна робота присвячена розвитку і вдосконаленню існуючих наукових і теоретичних основ методики сейсмічного районування у фізичних параметрах коливань ґрунту територій з недостатнім забезпеченням даними інструментальних спостережень. Методика дає змогу перейти при розрахунках споруд на сейсмостійкість від використання сейсмічної інтенсивності землетрусів в балах і категорії ґрунту за сейсмічними властивостями до фізичних параметрів прогнозованих коливань ґрунту. Нову удосконалену методику реалізовано на прикладі території Києва.Розроблено карту розподілу коефіцієнта інтегрального спектрального підсилення сейсмічних коливань ґрунтами для території Києва. Карта дає розподіл по території кількісної оцінки впливу спектральних характеристик ґрунтових умов на сейсмічну небезпеку. Коефіцієнти інтегрального спектрального підсилення запропоновано використовувати в якості ґрунтових поправочних коефіцієнтів в методах розрахунку будівель і споруд на сейсмостійкість для більш обґрунтованих та реалістичних оцінок.Побудовано карту сейсмічного районування Києва в пікових прискореннях ґрунту при прогнозних сейсмічних впливах з максимальною амплітудою до 0,06g. Карту рекомендовано використовувати в інженерних цілях додатково з розрахованими амплітудними спектрами Фур'є та спектрами реакції.Розроблено математичні моделі ґрунтової основи відповідальних споруд Ташлицької ГАЕС, Канівської ГЕС, Запорізької АЕС, Южно-Української АЕС, Середньодніпровської ГЕС, компресорної станції «Яготин» та розраховано прогнозні амплітудні і спектральні параметри коливань ґрунту.Ключові слова: сейсмічне районування, параметри коливань ґрунту, підсилення сейсмічних коливань, динаміка ґрунтів, моделювання сейсмічної реакції ґрунтів, пікові прискорення ґрунту.^UThe dissertation is devoted to developing and improving the existing scientific and theoretical foundations of the seismic zoning methodology in the physical parameters of soil oscillations in a territory with insufficient provision of instrumental observations. The methodology makes it possible to move in the calculations of structures for seismic resistance from the use of seismic intensity points and category soils of their seismic properties to the physical parameters of predicted ground motions. The new improved methodology was implemented on the example of the territory of Kyiv.A map of the distribution of the coefficient of integral spectral amplification of seismic motions by soils for the territory of Kyiv has been developed. The map gives the distribution over the territory of a quantitative assessment of the influence of the spectral characteristics of soil conditions on the seismic hazard. In the methods of calculating buildings and structures for seismic resistance, for more substantiated and realistic assessments, it is proposed to use the integral spectral amplification coefficients as ground correction factors.A map of seismic zoning of Kyiv in peak ground accelerations was built for the case of predicted seismic effects with a maximum amplitude of up to 0.06g. It is recommended to use the map for engineering purposes in addition to the calculated Fourier amplitude spectra and response spectra.Mathematical models of the soil base of critical structures of the Tashlyk PSP, Kanivska HPP, Zaporizhzhia NPP, South-Ukrainian NPP, Serednyodniprovska HPP, Yagotin compressor station have been developed, and the predicted amplitude and spectral parameters of soil oscillations have been calculated. Keywords: seismic zoning, ground motions parameters, amplification of seismic motions, soil dynamics, modeling of the seismic response of soils, peak ground accelerations.