О параметрах сильных движений грунта, очагах землетрясений и иерархии структур геологической среды
Резюме
Цель исследований. Пополнение данных о сильных движениях грунта для получения дополнительных возможностей при оценках сейсмической опасности территорий и изучении очагов землетрясений. Актуальность работы. В настоящее время при исследованиях движений грунта при сильных землетрясениях, в большинстве случаев, рассматриваются характеристики ускорений колебаний. При этом акцент делается на параметры, связанные с интенсивностью колебаний – амплитудным уровнем, спектральными ускорениями и т.п. Другим же кинематическим (скоростям, смещениям) и динамическим (периодам, длительностям) характеристикам уделяется меньше внимания. Однако такие данные могут существенным образом влиять на оценки сейсмической опасности и риска, а также быть полезными при изучении, например, строения и работы очагов землетрясений и других фундаментальных аспектов сейсмологии. Поэтому, настоящее исследование, направленное на пополнение имеющейся по данному вопросу информации, представляется своевременным и полезным. Объект исследования. Эмпирические функции изменения с расстоянием периодов и длительностей интенсивных ускорений, скоростей и смещений колебаний грунта и возможное строение очагов землетрясений. Методы исследования. Комплексный статистический анализ большого количества инструментальных записей ускорений, скоростей и смещений грунта при землетрясениях разной величины и удаленности в сочетании с данными об очагах землетрясений. Результирующие зависимости параметров колебаний грунта от расстояния строились методом подбора. Построения сделаны раздельно для периодов и длительностей колебаний, для землетрясений разных магнитуд, расстояний и для разных кинематических характеристик. Полученные оценки использованы для гипотетических оценок размеров и способов работы источников колебаний (очагов землетрясений) исходя из представлений о дислокационных моделях очагов и когерентности (не когерентности) очагового излучения. Результаты исследования. Получены уточненные варианты оценок наиболее вероятных значений периодов колебаний с максимальной амплитудой и длительностей основной фазы колебательных ускорений, скоростей и смещений при разных магнитудах землетрясений и расстояниях до очага. На основании полученных оценок периодов и длительностей колебаний грунта в ближних зонах землетрясений сделаны предположения о размерах, строении и способах работы соответствующих очагов землетрясений (источников) и составляющих их фрагментов (субисточников). Показано, что соотношения между размерами очагов землетрясений разных магнитуд, а также их отдельными составляющими подчиняются общим законам иерархии структур по М.А. Садовскому.
Литература
Адылов С.К., Соколов В.Ю., Фремд В.М. и др. Сильные землетрясения Узбекистана в 1984-1985 гг. – М.: ИФЗ АН СССР, 1988. – 121 с.
Аки R., Ричардс П. Количественная сейсмология. Т. 2. – М.: Мир, 1983. – С. 751–857.
Газлийские землетрясения 1976 и 1984 гг. – Ташкент: Фан, 1986. – 368 с.
Геодинамика тектоносферы зоны сочленения Тихого океана с Евразией. / Проблемы сейсмической опасности Дальневосточного региона. Т. VI. Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 1997. – 237 с.
Гусев А.А., Скоркина А.А., Чебров Д.В. Очаговые спектральные параметры землетрясений Восточной Камчатки диапазона Мw=3-6 по данным поперечных волн. // Вестник КРАНЦУ. Науки о Земле. – 2017. – № 3. – Вып. 35. – С. 36–49.
Дагестанское землетрясение 14 мая 1970 г. Разрушительные последствия. Инженерная сейсмология. Вопросы сейсмостойкого строительства. – М.: Наука, 1981. – 265 с.
Данилова Т.И., Перетокин С.А., Акатова К.Н., Медведева Прогноз сейсмической опасности: об эффективности карт общего сейсмического районирования ОСР-2016: коллективная монография. Труды IX Международной конференции «Опасные природные и техногенные процессы в горных регионах: модели, системы, технологии». – Владикавказ: ГФИ ВНЦ РАН, 2024. – С. 226–234.
Заалишвили В.Б., Мельков Д.А., Никонова Н.В., Смирнова, А.М. Уздин Характеристики пространственной неоднородности поля ускорений дневной поверхности. // Геология и геофизика Юга России. – 2022. – Т. 12. № 1. – С. 75–88. DOI: 10.46698/VNC.2022.74.27.006.
Костров Б.В. Механика очага тектонического землетрясения. – М.: Наука, 1975. – 174 с.
Медведев С.В. Инженерная сейсмология. – М.: Госстройиздат, 1962. – 284 с.
Назарбекское землетрясение 11 декабря 1980 г. – Ташкент: Фан, 1984. – 145 с.
Николаевский В.Н. Обзор: земная кора, дилатансия и землетрясения. / Дж. Райс Механика очага землетрясения. Успехи науки и техники. – М.: Мир, – 1982. – С. 133–215.
Рустанович Д.Н. Колебания поверхности земли в эпицентральных зонах сильных землетрясений. М.: Наука, 1974. – 97 с.
Садовский М.А. Иерархия структур: от пылинок до планет. // Земля и Вселенная. – 1984. – № 6. – С. 4–9.
Садовский М.А., Писаренко В.Ф., Штейнберг В.В. О зависимости энергии землетрясений от объема сейсмического очага. // Доклады академии наук СССР. – 1983. – Т. 271. № 3. – С. 593–602.
Силачева Н.В., А.Д. Кудабаева А.Д. Оценка сейсмической опасности территорий Казахстана на примере Жамбылской области. // Геология и геофизика Юга России. – 2025. – Т. 15. № 1. – С. 92–104. DOI: 10.46698/VNC.2025.68.32.008.
Чернов Ю.К. Сильные движения грунта и количественная оценка сейсмической опасности территории. Ташкент: Фан, 1989. – 295 с.
Чернов Ю.К. Эмпирические модели для вероятностных оценок колебаний «мягких» и «твердых» грунтов при землетрясениях. // Геология и геофизика Юга России. – 2024. – Т. 14. № 2. – С. 90–106.
Шамина О.Г. Модельные исследования физики очага землетрясения. – М.: Наука, 1981. – 191 с.
Шебалин Н.В. Особенности тройного очага Газлийских землетрясений 1976-1984 гг. В сборнике: Газлийские землетрясения 1976-1984 гг. – Ташкент: Фан, – 1986. – С. 105–109.
Штейнберг В.В., Сакс М.В., Аптикаев Ф.Ф. и др. Методы оценки сейсмических воздействий. // Вопросы инженерной сейсмологии. – 1993. – Вып. 34. – С. 5–94.
Akkar S., Sandikkaya M.A., Bommer J.J. Empirical ground-motion models for point- and extended-source crustal earthquake scenarios in Europe and the Middle East. // Bulletin of Earthquake Engineering. – 2014. – Vol. 12. No. 1. – рр. 359–387. DOI: 10.1007/s10518-0139461-4.
Boore D.M. Ground-motion models for very-hard-rock sites in eastern North America: An update. // Seismological Research Letters. – 2018. – Vol. 89. Issue. 3. – pp. 1172–1184.
Brune J. The physics of earthquake strong motion. // Seismic Risk and Engineering Decisions. Amsterdam, 1976. – pp. 141–177.
Campbell K.W., Bozorgnia Y. NGA-West2 ground motion model for average horizontal components of PGA, PGV and 5% damped linear acceleration response spectra. // Earthquake Spectra. – 2014. – Vol. 30. No. 3. – pp. 1087–1115.
Faccioli E., Paolucci R., Rey J. Displacement spectra of long periods. // Earthquake Spectra. – 2004. – Vol. 20. No. 2. – pp. 347–376.
Haskell N. Elasting displacement in the near field of propagating fault. // Bulletin of the Seismological Society of America. – 1969. – Vol. 59. No. 3. – pp. 865–908.
Leonard M. Earthquake fault scaling: Self-consistent relating of rupture length, width, average displacement, and moment release. // Bulletin of the Seismological Society of America. –2010. – Vol. 100(5A). – pp. 1971–1988. DOI: 10.1785/0120090189.
Preliminary analysis of strong motion records from April 15, 1979. Montenegro, Yugoslavia earthquake, Skopje. – 1979. – No. 64. – 78 p.; No. 67. – 184 р.
San Fernando, California, Earthquake of February 9, 1971. Vol. III. U.S. Department of Commerce National Oceanic and Atmospheric Administration. Washington, D.C. 1973, – 482 p.
Wells D.L., Coppersmith K.J. New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement. // Bulletin of the Seismological Society of America. – 1994. – Vol. 84. No. 4. – pp. 974–1002.
English
Русский
