Эмпирические модели для вероятностных оценок спектров колебаний «мягких» и «твердых» грунтов при землетрясениях

Резюме

Актуальность работы. В последнее время появились новые данные, указывающие на значительную вариабельность соотношений между спектрами колебаний «мягких» и «твердых» грунтов и их зависимость от сочетания таких факторов как магнитуда землетрясения, расстояние до очага и частота спектральных составляющих. Но эти оценки имеют предварительный характер и должны уточняться. Поэтому настоящие исследования, направленные на решение данной задачи, представляются актуальными. Цель исследований. Совершенствование моделей для вероятностного описания движений разных типов грунтов во время землетрясений. Объект исследований. Эмпирические функции затухания с расстоянием спектров колебаний «мягких» и «твердых» грунтов при землетрясениях. Методы исследования. Комплексный анализ 3472-х инструментально зарегистрированных спектров землетрясений разной величины и удаленности, результатов макросейсмических обследований 75-ти сильных землетрясений в разных районах мира, а также 24-х известных зависимостей макросейсмической интенсивности сотрясений от магнитуды землетрясения (М) и расстояния до очага (D). Результирующие функции затухания спектров с расстоянием строились методом подбора в виде полиномов, оптимальным образом аппроксимирующих весь объем данных. Все оценки сделаны раздельно для землетрясений разных магнитуд, частот спектральных составляющих (f) и отдельно для «мягких» и «твердых» грунтов. Разработанные модели тестировались на предмет их реалистичности и надежности. Результаты исследования. Уточненные варианты зависимостей наиболее вероятных уровней спектральной плотности Фурье |S|(M,D,f) колебаний «мягких» и «твердых» грунтов в целом подтвердили общий характер и структуру зависимостей, установленных на предварительном этапе. Количественные же параметры этих зависимостей при различных сочетаниях М, D и f могут значительно (до 50%) отличаться от предварительных оценок. Разница в уточненных и предварительных оценках спектров может существенно влиять на вероятностные оценки PSHA, что делает актуальной ревизию результатов предыдущих этапов данного цикла исследований.