Interested Article - Пиковое ускорение грунта

delana
  • 2020-01-25
  • 1

Пиковое ускорение грунта ( PGA, Peak ground acceleration) — мера интенсивности землетрясения, соответствующая амплитуде наибольшего абсолютного ускорения на . PGA часто разделяют на горизонтальную и вертикальную составляющие. Горизонтальные PGA больше, чем в вертикальном направлении, но это не всегда так, особенно вблизи сильных землетрясений. Расчётное движение грунта при землетрясении ( DBEGM ) часто определяется в терминах PGA. PGA измеряется с помощью акселерографов.

PGA является наиболее часто используемым типом ускорения грунта в инженерных приложениях. Он часто используется в сейсмостойком проектировании (включая сейсмические строительные нормы и правила) и обычно наносится на карты сейсмической опасности . При землетрясении повреждение зданий и инфраструктуры более тесно связано с движением грунта, мерой которого является PGA, а не с магнитудой самого землетрясения. Для умеренных землетрясений PGA является достаточно хорошим определителем ущерба; при сильных землетрясениях повреждения чаще коррелируют с максимальной скоростью грунта .

Геофизика

Энергия землетрясения распространяется волнами от гипоцентра , вызывая движение грунта во всех направлениях, но обычно моделируется по горизонтали (в двух направлениях) и по вертикали. PGA регистрирует ускорение (скорость изменения скорости) этих движений, в то время как пиковая скорость грунта представляет собой наибольшую скорость (скорость движения), достигаемую землей, а пиковое перемещение представляет собой пройденное расстояние. Эти значения различаются при разных землетрясениях и в разных местах в пределах одного землетрясения в зависимости от ряда факторов. К ним относятся длина разлома, магнитуда, глубина землетрясения, расстояние от эпицентра, продолжительность (продолжительность цикла сотрясений) и геология земли (недра). Мелкофокусные землетрясения вызывают более сильное сотрясение (ускорение), чем промежуточные и глубокие землетрясения, поскольку энергия высвобождается ближе к поверхности.

PGA может быть выражено в долях g (стандартное ускорение из-за силы тяжести Земли , эквивалентное перегрузке ) либо в виде десятичной дроби, либо в процентах; в м/с 2 (1 g равно 9,81 м/с 2 ); или кратно Gal , где 1 Гал равен 0,01 м/с 2 (1 g равно 981 Гал).

Тип грунта может значительно влиять на ускорение грунта, поэтому значения PGA могут демонстрировать крайнюю изменчивость на расстоянии в несколько километров, особенно при землетрясениях от умеренных до сильных. Различные результаты PGA от землетрясения могут быть отображены на карте сотрясений . Из-за сложных условий, влияющих на PGA, землетрясения одинаковой магнитуды могут давать несопоставимые результаты, при этом многие землетрясения средней магнитуды генерируют значительно большие значения PGA, чем землетрясения большей магнитуды.

Во время землетрясения ускорение грунта измеряется в трех направлениях: вертикальном (V или UD, для вверх-вниз) и двух перпендикулярных горизонтальных направлениях (H1 и H2), часто с севера на юг (NS) и с востока на запад (EW). Регистрируется пиковое ускорение в каждом из этих направлений, причем часто сообщается самое высокое индивидуальное значение. В качестве альтернативы можно отметить комбинированное значение для данной станции. Пиковое горизонтальное ускорение грунта (PHA или PHGA) можно получить, выбрав более высокую индивидуальную запись, взяв среднее значение двух значений или вычислив векторную сумму двух компонентов. Трехкомпонентное значение также может быть достигнуто за счет учета вертикальной составляющей.

В сейсморазведке часто используется эффективное пиковое ускорение (EPA, максимальное ускорение грунта, на которое реагирует здание), которое обычно составляет ⅔ – ¾ PGA.  .


Повреждение зданий связано как с пиковой скоростью грунта (PGV), так и с продолжительностью землетрясения: чем дольше сохраняется сотрясение высокого уровня, тем выше вероятность повреждения.

Сравнение инструментальной и ощущаемой интенсивности

Пиковое ускорение грунта обеспечивает измерение инструментальной интенсивности , то есть сотрясения грунта, регистрируемого сейсмическими приборами . Другие шкалы интенсивности измеряют интенсивность ощущений , основываясь на сообщениях очевидцев, ощущениях сотрясения и наблюдаемых повреждениях. Между этими шкалами существует корреляция, но не всегда абсолютное совпадение, поскольку на опыт и ущерб могут влиять многие другие факторы, в том числе качество сейсморазведки.

Вообще говоря,

  • 0,001 г (0,01 м/с 2 ) – воспринимаемый людьми
  • 0,02 г (0,2  м/с 2 ) – люди теряют равновесие
  • 0,50 г (5  м/с 2 ) – очень высокая; хорошо спроектированные здания могут выжить, если продолжительность невелика.

Корреляция со шкалой Меркалли

Геологическая служба США разработала инструментальную шкалу интенсивности, которая отображает пиковое ускорение грунта и пиковую скорость грунта по шкале интенсивности, аналогичной войлочной шкале Меркалли . Эти значения используются сейсмологами всего мира для создания карт сотрясений.

Инструментальный



</br> Интенсивность 		Ускорение
в долях от g=9.81 m/c2 		Скорость



</br> (см/с) 		Воспринимаемое дрожание Потенциальный ущерб
I < 0,000464 < 0,0215 Не чувствуется Никто
II–III 0,000464 – 0,00297 0,135 – 1,41 Слабый Никто
IV 0,00297 – 0,0276 1,41 – 4,65 Свет Никто
В 0,0276 – 0,115 4,65 – 9,64 Умеренный Очень легкий
VI 0,115 – 0,215 9,64 – 20 Сильный Свет
VII 0,215 – 0,401 20 – 41,4 Очень сильный Умеренный
VIII 0,401 – 0,747 41,4 – 85,8 Тяжелый От умеренного до тяжелого
IX 0,747 – 1,39 85,8 – 178 Жестокий Тяжелый
Х+ > 1,39 > 178 Экстрим Очень тяжелый
Изменение максимального коэффициента ускорения в зависимости от глубины скользящей массы. Для z/H =0,75 a_max/a_z=0,43. amax,ave — максимальное среднее ускорение для скользящей массы, распространяющейся на глубину z.

Известные землетрясения

PGA

single direction

(max recorded) 		PGA

vector sum (H1, H2, V)

(max recorded) 		Mag Depth Fatalities Earthquake
3.23 g 7.8 15 km 2 2016 Kaikoura earthquake
2.7 g 2.99 g 9.1 30 km 19,759 2011 Tōhoku earthquake and tsunami
4.36 g 6.9/7.2 8 km 12 2008 Iwate–Miyagi Nairiku earthquake
1.92 g 7.7 8 km 2,415 1999 Jiji earthquake
1.82 g 6.7 18 km 57 1994 Northridge earthquake
1.81 g 9.5 33 km 1,000–6000 1960 Valdivia earthquake
1.61 g 7.6 40.2 km 2 2012 Costa Rica earthquake
1.51 g 6.2 5 km 185 February 2011 Christchurch earthquake
1.47 g 7.1 42 km 4 April 2011 Miyagi earthquake
1.46 g 6.4 17.9 km 2 2022 Ferndale earthquake
1.26 g 7.1 10 km 0 2010 Canterbury earthquake
1.25 g 7.3 63.1 km 4 2022 Fukushima earthquake
1.25 g 6.6 8.4 km 58–65 1971 Sylmar earthquake
1.04 g 6.6 10 km 11 2007 Chūetsu offshore earthquake
1.0 g 6.0 8 km 0 December 2011 Christchurch earthquake
0.98 g 7.0 21 km 119 2020 Aegean Sea earthquake
0.92 g 7.6 16.2 km 2 2022 Michoacán earthquake
0.91 g 6.9 16 km 5,502–6,434 Great Hanshin earthquake
0.8 g 7.2 12 km 222 2013 Bohol earthquake
0.78 g 6.0 6 km 1 June 2011 Christchurch earthquake
0.75 g 8.1 28.9 km 0 2021 Kermadec Islands earthquakes
0.68 g 6.7 18.4 km 93 2022 Luding earthquake
0.65 g 6.9 19 km 63 1989 Loma Prieta earthquake
0.65 g 8.8 23 km 525 2010 Chile earthquake
0.6 g 6.0 10 km 143 1999 Athens earthquake
0.58 g 6.4 10 km 2 2021 Hormozgan earthquake
0.51 g 6.9 10 km 1 2022 Taitung earthquake
0.51 g 6.4 16 km 612 2005 Zarand earthquake
0.5 g 7.0 13 km 100,000–316,000 2010 Haiti earthquake
0.47 g 7.2 10 km 2,248 2021 Haiti earthquake
0.438 g 7.7 44 km 28 1978 Miyagi earthquake ( Sendai )
0.41 g 6.5 11 km 2 2015 Lefkada earthquake
0.4 g 5.7 8 km 0 2016 Christchurch earthquake
0.37 g 5.1 1 km 9 2011 Lorca earthquake
0.34 g 6.4 15 km 5,778 2006 Yogyakarta earthquake
0.18 g 9.2 25 km 131 1964 Alaska earthquake

Примечания

  1. Douglas, J (2003-04-01). (PDF) . Earth-Science Reviews . 61 (1—2): 43—104. Bibcode : . doi : . (PDF) из оригинала 27 сентября 2020 . Дата обращения: 19 января 2023 .
  2. от 22 июля 2009 на Wayback Machine , accessed 8 April 2011.
  3. European Facilities for Earthquake Hazard & Risk. . EFEHR (2013). Дата обращения: 11 ноября 2015. Архивировано из 27 декабря 2015 года.
  4. . Earthquake Hazards Program . U. S. Geological Survey. Дата обращения: 22 марта 2011. Архивировано из 23 июня 2011 года.
  5. ↑ . Geologic Hazards Science Center . U.S. Geological Survey. Дата обращения: 22 марта 2011. Архивировано из 21 июля 2011 года.
  6. ↑ Lorant, Gabor. . Whole Building Design Guide . National Institute of Building Sciences (17 июня 2010). Дата обращения: 15 марта 2011. 7 января 2008 года.
  7. . Earthquake summary . USGS (16 июля 2001). Дата обращения: 15 марта 2011. Архивировано из 14 марта 2011 года.
  8. . Earthquake Hazards Program . U. S. Geological Survey. Дата обращения: 22 марта 2011. Архивировано из 23 июня 2011 года.
  9. . Earthquake Hazards Program . U. S. Geological Survey. Дата обращения: 22 марта 2011. Архивировано из 23 июня 2011 года.
  10. . Earthquake Hazards Program . U. S. Geological Survey. Дата обращения: 22 марта 2011. 23 июня 2011 года.
  12. Goto, Hiroyuki (4 February 2019). "Extreme Accelerations During Earthquakes Caused by Elastic Flapping Effect". Scientific Reports . 9 (1). Bibcode : . doi : . PMID .
  13. Erol Kalkan; Volkan Sevilgen . United States Geological Survey (17 марта 2011). Дата обращения: 22 марта 2011. 24 марта 2011 года.
  14. . Kyoshin Bosai. Дата обращения: 10 ноября 2021. 28 мая 2023 года.
  15. . National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention. Дата обращения: 18 марта 2011. 24 марта 2011 года.
  16. . USGS . Дата обращения: 10 ноября 2021. 9 мая 2023 года.
  17. ↑ . Дата обращения: 8 сентября 2017. 13 апреля 2016 года.
  18. . 総務省消防庁災害対策本部 . Дата обращения: 23 сентября 2022. 24 августа 2022 года. Page 31 of the PDF file.
  19. Masumi Yamada. . Seismological Research Letters v. 81; no. 4 597–604. Seismological Society of America (август 2010). Дата обращения: 21 марта 2011. 1 января 2011 года.
  20. . USGS . Дата обращения: 10 ноября 2021. 20 сентября 2023 года.
  21. Yegian; Ghahraman; Gazetas, G.; Dakoulas, P.; Makris, N. . Third International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics 1384. Northeastern University College of Engineering (апрель 1995). Дата обращения: 7 апреля 2021. 10 ноября 2021 года.
  22. . USGS . Дата обращения: 10 ноября 2021. 7 декабря 2022 года.
  23. . USGS . Дата обращения: 10 ноября 2021. 18 октября 2022 года.
  24. . Lis.ucr.ac.cr. Дата обращения: 9 ноября 2012. 4 ноября 2022 года.
  25. . Geonet . GNS Science (23 февраля 2011). Дата обращения: 24 февраля 2011. 4 марта 2011 года.
  26. . Geonet . GNS Science. Дата обращения: 24 февраля 2011. 31 мая 2012 года.
  27. . Geonet . GNS Science (22 февраля 2011). Дата обращения: 24 февраля 2011. 25 февраля 2011 года.
  28. . Дата обращения: 8 сентября 2017. 4 марта 2016 года.
  29. . www.strongmotioncenter.org . Дата обращения: 23 декабря 2022. 21 декабря 2022 года.
  30. Carter, Hamish (24 February 2011). . New Zealand Herald . APN Holdings. из оригинала 15 января 2012 . Дата обращения: 24 февраля 2011 .
  31. . GeoNet . GNS Science. Дата обращения: 7 марта 2011. 2 марта 2011 года.
  32. (яп.) . jishin.go.jp . . Дата обращения: 20 марта 2022. 21 марта 2022 года.
  33. .
  34. Katsuhiko, Ishibashi (11 August 2001). . Japan Focus . Asia Pacific Journal. из оригинала 14 апреля 2011 . Дата обращения: 15 марта 2011 .
  35. Mauricio Morales; Oguz C. Celik . slc.eeri.org . Earthquake Engineering Research Institute. Дата обращения: 12 октября 2021. Архивировано из 27 июня 2022 года.
  36. (PDF) (Report). (PDF) из оригинала 17 октября 2022 . Дата обращения: 19 января 2023 .
  37. (PDF) . Emi-megacities.org . Архивировано из (PDF) 13 октября 2022 . Дата обращения: 19 января 2023 .
  38. . Geonet . GNS Science (13 июня 2011). Дата обращения: 14 июня 2011. 14 июня 2011 года.
  39. . Geonet . GNS Science. Дата обращения: 14 июня 2011. 20 марта 2012 года.
  40. . www.geoengineer.org . Дата обращения: 19 января 2023. 3 октября 2022 года.
  41. Qu, Zhe (2022). . Earthquake Research Advances . doi : . из оригинала 2 февраля 2023 . Дата обращения: 19 января 2023 .
  42. The geotechnical aspects // / G. W. Clough, J. R. Martin, J. L. II Chameau. — , 1994. — P. 29–46. — ISBN 978-0309050302 .
  43. . Дата обращения: 19 января 2023. 10 сентября 2021 года.
  44. . Дата обращения: 12 июля 2010. 13 мая 2010 года.
  45. . Дата обращения: 11 ноября 2021. Архивировано из 14 ноября 2012 года.
  46. Anastasiadis A. N. . Institute of Engineering Seismology and Earthquake Engineering . MCEER. Дата обращения: 22 марта 2011. Архивировано из 3 марта 2016 года.
  47. . emsc-csem.org . Дата обращения: 20 апреля 2022. 23 ноября 2021 года.
  48. (кит.) (19 сентября 2022). Дата обращения: 18 сентября 2022. 22 сентября 2022 года.
  49. . European-Mediterranean Seismological Centre . Дата обращения: 7 марта 2011. 21 июля 2011 года.
  50. Lin, Rong-Gong (26 February 2011). . Los Angeles Times . из оригинала 3 марта 2011 . Дата обращения: 27 февраля 2011 .
  51. . Дата обращения: 10 ноября 2021. 5 июня 2013 года. U.S. Geological Survey , Earthquakes with 50,000 or More Deaths
  52. . . Дата обращения: 19 января 2023. 4 ноября 2022 года.
  53. Brady, A. Gerald. . — National Bureau of Standards, 1980. — P. 123.
  54. {{ citation }} : |title= пропущен или пуст ( справка )
  55. . info.geonet.org.nz . Дата обращения: 18 февраля 2016. 17 февраля 2016 года.
  56. Méndez, Rafael (13 May 2011). . El País . из оригинала 27 июля 2023 . Дата обращения: 14 января 2022 .
  57. .

Литература

  • Cloud, W. K.; Hudson, D. E. // Bulletin 196. — California Division of Mines and Geology, 1975. — P. 273–303.
  • Elnashai, A. S.; Jig Kim, S.; Jin Yun, G.; Sidarta, D. . University of Illinois at Urbana–Champaign . Mid-America Earthquake Center, Newmark Civil Engineering Lab (2006).
Источник —

delana
  • 2020-01-25
  • 1
  • Tags:

Same as Пиковое ускорение грунта

The title for the last searches