Attenuation curves of seismic intensity
Abstract
Relevance. Seismic intensity is the most accurate characterization of seismic effects, as it is directly related to the damageability of construction objects. At the same time, the damageability of objects is determined by the parameters of seismic impacts. Therefore, the evaluation of intensity attenuation is very important for the design of earthquake-resistant building structures. The attenuation of seismic intensity with distance is estimated according to the macroseismic field equation. The disadvantages of this method are: 1) use of hypocentral distance; 2) description of attenuation of seismic vibration parameters by a single equation. According to empirical data, in the engineering range of seismic impacts (6 – 9 points) three zones (fault, near-field and far-field) are distinguished, in each of which seismic ground motion parameters depend differently on magnitude, focal mechanism, distance and ground conditions. The development of intensity attenuation equations devoid of these disadvantages will improve the accuracy of predictive estimates of expected seismic effects. The aim of the work is to investigate the laws of seismic intensity attenuation in different zones of the vibration field during earthquakes. Research methods – statistical analysis of empirical data on strong ground motions. Results of work – proposed attenuation equations for seismic intensity in different zones of the wave field of seismic oscillations depending on the source mechanism and ground conditions. The error of intensity estimates is 0.35 for the fault- and near-field zones and 0.40 for the far-field zone. In the fault zone, the intensity increases, reaching a maximum at some distance from the fault, at the boundary of the fault and near-field zone. Then the intensity begins to decay, which sharply intensifies at the transition to the far-field zone. In the source zone (a combination of the fault and near-field zones), the intensity increment occurs due to changes in the bearing capacity of the ground.
References
Аптикаев Ф.Ф. Инструментальная шкала сейсмической интенсивности. М.: Наука и образование, 2012. – 175 с.
Аптикаев Ф.Ф., Копничев Ю.Ф. Учет механизма очага при прогнозе параметров сильных движений. // Доклады академии наук СССР. – 1979. – Т. 247. No 4. – С. 822–825.
Гусев А.А., Шумилина Л.С. Моделирование связи балл – магнитуда – расстояние на основе представления о некогерентном протяженном очаге. // Вулканология и сейсмология. – 1999. – NoNo 4-5. – С. 29–40.
Джанузаков К.Дж. Региональные особенности затухания интенсивности сотрясений сильных землетрясений Кыргызстана и прилегающих к нему районов. // Вестник Института сейсмологии НАН КР. – 2013. – No 2. – С. 13 – 18.
Ибрагимов Р.С., Ибрагимова Т.Л., Мирзаев М.А., Ашуров С.Х. О различиях в оценках сейсмической опасности территории Узбекистана при применении вероятностно-детерминистического и вероятностного подходов. // Проблемы сейсмологии. – 2022. – Т. 4. No 2. – С. 5–18.
Кузин И.П. Соотношения между макросейсмической интенсивностью в баллах и параметрами сейсмического воздействия при сильных землетрясениях. // Физика Земли. – 2002. – No 4. – С. 99–106.
Николаев А.В. Сейсмические свойства рыхлой среды. // Физика Земли. – 1967. – No 2. – C. 23–31.
Окамото Ш. Несущая способность песчаного грунта и горизонтальное давление земли во время землетрясения. // Международная конференция по сейсмостойкому строительству в Сан-Франциско. 1956. Сборник статей. / Пер. с англ. В.А. Быховского. М.: Госстройиздат, 1961. –367 с.
Плетнев К.Г., Роман А.А., Шебалин Н.В. Корреляция между параметрами колебаний и балльностью по данным повторных толчков Дагестанского землетрясения 1970 г. // Бюллетень инженерной сейсмологии. – 1975. – No 9. – С. 5–14.
Петрова Н.В., Дягилев Р.А., Габсатарова И.П. Особенности затухания сейсмического эффекта землетрясений Русской платформы и Урала. // Вопросы инженерной сейсмологии. – 2020. – Т. 47. No 4. – С. 5–25.
Потапов В.А., Чернов Е.А. Уравнение макросейсмического поля с конвергентным решением. // Геология и геофизика. – 2007. – Т. 48. No 8. – С. 881–888.
Соломатин А.В. Построение уточненной модели уравнения макросейсмического поля для землетрясений Курило-Камчатского региона. Интерполяционный и регрессионный подходы. // Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки. – 2013. – Т. 6. No 1. – C. 30–42.
Фидарова М.И., Заалишвили В.Б., Мельков Д.А. Связь величины макросейсмической интенсивности с различными показателями инструментальных записей колебаний грунтовой толщи. // Геология и геофизика Юга России. – 2023. – Т. 13. No 1. – С. 59–75.
Фролова Н.И., Габсатарова И.П., Петрова Н.В., Угаров А.Н., Малаева Н.С. Влияние особенностей затухания сейсмической интенсивности на надежность оперативных оценок потерь от землетрясений. // Геоэкология. – 2019. – No 5. – С. 23–37.
Фролова Н.И., Габсатарова И.П., Угаров А.Н., Малаева Н.С. Калибровка модели затухания сейсмической интенсивности на примере землетрясений в Албании. // Геоэкология. – 2020. – No 5. – С. 62–77.
Шебалин Н.В. Методы использования инженерно-сейсмологических данных при сейсмическом районировании. // Сейсмическое районирование СССР. / Под ред. С.В. Медведева. М.: Наука, 1968. – Глава шестая. – С. 95–111.
Шебалин Н.В. Соотношение между балльностью и интенсивностью землетрясений в зависимости от глубины очага. // Бюллетень Совета по сейсмологии. – 1957. – No 4.
Эртелева О.О., Аптикаев Ф.Ф. Модель очаговой зоны землетрясения и прогноз параметров сильных движений грунта. // Геология и геофизика Юга России. – 2023. – Т. 13. No 4. – С. 71–84.
Artikov T.U., Ibragimov R.S., Ibragimova T.L., Mirzaev M.A. Models of the macroseismic field earthquakes and their influence on seismic hazard assessment values for Central Asia. // Geodynamics & Tectonophysics. – 2020. – Vol. 11. No. 3. – pp. 606–623.
Bindi D., Parolai S., Oth A., Abdrakhmatov K., Muraliev A., Zschau J. Intensity Prediction Equations for Central Asia. // Geophysical Journal International. – 2011. – Vol. 187. No. 1. – pp. 327–337.
Blake A. Mathematical problems in seismology. // Transactions of the American Geophysical Union. – 1940.
Bommer J.J., Stafford P.J., Akkar S. Current empirical ground-motion prediction equations for Europe and their application to Eurocode 8. // Bulletin Earthquake Engineering. – 2010. – Vol. 8. No. 1. – pp. 5–26.
Campbell K.W. Near-source attenuation of peak horizontal acceleration. // Bulletin of the Seismological Society of America. – 1981. – Vol. 71. No. 6. pp. 2039–2070.
Chiaruttini C., Siro L. The correlation of peak ground horizontal acceleration with magnitude, distance, and seismic intensity for Friuli and Ancona, Italy, and the Alpide belt. // Bulletin of the Seismological Society of America. – 1981. – Vol. 71. No. 6. – pp. 1993–2009.
Lee V.W., Manić M., Bulajić B., Herak D., Herak M., Stojković M., Trifunac M.D. Microzonation of Banja Luka for performance – based earthquake – resistant design. // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. – 2015. – Vol. 78. – pp. 71–88.
Murphy J., O’Brien L. The correlation of peak acceleration amplitude with seismic intensity and other physical parameters. // Bulletin of the Seismological Society of America. – 1977. – Vol. 67. No. 3. – pp. 877–915.
Neumann R. Earthquake intensity and related ground motion. Seattle: University of Washington Press, 1954. – 77 p.
Ross G.A., Seed H.B., Migliaccio R.R. Bridge foundation behavior in Alaska Earthquake. // J. of the Soil Mech. and Found. Div. Proc ASCE (JSMF). –1975. 9B. No SM4, July.
Sponheuer W. Methoden zur Herdtiefenbestimmung in der Makroseismik. // Freiberger Forschungshefte. C88. Berlin: Akademie Verlag, 1960. – 117 p.
Trifunac M.D. Preliminary analysis of the peaks strong earthquake ground motion-de-pendence of peaks on earthquake magnitude, epicentral distance, and recording site conditions. // Bulletin of the Seismological Society of America. – 1976. – Vol. 66. No. 1. –pp. 189–219.
von Kövesligethy R. Seismischer Starkgrad und Intensität der Beben. // Beiträge zur Geophys. – 1907. – Vol. VIII. – pp. 22–29.
English
Русский
