УДК 550.34

PACS 43.40.Ph

Приращение макросейсмической интенсивности колебаний грунта на сейсмических станциях Камчатки относительно сейсмической станции «Петропавловск»

Ю.В. Шевченко, В.В. Яковенко

Камчатский филиал Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН», г. Петропавловск-Камчатский, Россия

Автор для переписки: Ю.В. Шевченко, e-mail: klb@emsd.ru

Аннотация. Представлены способ и результаты расчета приращения макросейсмической интенсивности на сейсмических станциях Камчатки. В основу расчета положено измерение относительного уровня максимальных ускорений интенсивных колебаний грунта в фазе волны S при сравнительно сильных региональных землетрясениях и среднеквадратичного отклонения ускорения в фазе продольных волн при сильном далеком землетрясении. В последнем случае использовались записи землетрясения магнитудой 9.1, которое произошло в Японии 11.03.2011 г. Сейсмостанция «Петропавловск» использовалась в качестве опорной станции. В основании постамента этой станции находится скальный грунт, сложенный кремнистыми сланцами. Представлены оценки приращения балльности для большинства цифровых станций. На ряде станций отмечены аномально высокие значения интенсивности. Полученные данные использованы для оценки свойств грунтов на исследованной территории. На нескольких станциях превышение интенсивности горизонтальной составляющей колебаний грунта над интенсивностью вертикальной составляющей существенно больше соответствующего расчетного значения, что, видимо, объясняется наличием резонирующих слоев грунта под этими станциями. Выявлено расхождение в оценках приращения интенсивности по записям интенсивных колебаний от региональных землетрясений и по записям очень сильного далекого землетрясения, полученных от датчиков, расположенных в подвалах тяжелых каркасных строений из бетона. Чтобы избежать искажений записи колебаний грунта, сейсмометры желательно размещать в стороне от таких строений. Полученные в работе результаты могут быть использованы при сейсмическом микрорайонировании строительных площадок, расположенных на исследованной территории.

Ключевые слова: макросейсмика, интенсивность, приращение, Камчатка

Цитирование: Шевченко Ю.В., Яковенко В.В. Приращение макросейсмической интенсивности колебаний грунта на сейсмических станциях Камчатки относительно сейсмической станции «Петропавловск» // Вопросы инженерной сейсмологии. 2017. Т. 44, № 4. С. 63-76. DOI: 10.21455/VIS2017.4-4

Литература

Айзенберг Я.М., Деглина М.М., Ногай Р.В., Залилов К.Ю. Расчетная модель сейсмического движения грунта для проектирования сооружений в конкретных сейсмологических условиях // Вопросы инженерной сейсмологии. 1984. Вып. 25. М.: Наука, 1984. С. 34–43. [Тематический выпуск «Прогноз сейсмических воздействий].

Аптикаев Ф.Ф. Проблемы создания шкалы сейсмической интенсивности нового поколения // Вулканология и сейсмология. 1999. № 4–5. С. 23–28.

Аптикаев Ф.Ф., Шебалин Н.В. Уточнение корреляций между уровнем макросейсмического эффекта и динамическими параметрами движения грунта // Вопросы инженерной сейсмологии. 1988. Вып. 29. С. 98–108. [Тематический выпуск «Исследования по сейсмической опасности»].

Гусев А.А. О сейсмологической основе норм сейсмостойкого строительства России // Физика Земли. 2002. № 12. С. 56–70.

Дрознин Д.В., Дрознина С.Я. Интерактивная программа обработки сейсмических сигналов DIMAS // Сейсмические приборы. 2010. Т. 46, № 3. С. 22–34.

Константинова Т.Г., Делемень И.Ф. Особенности проявления процессов разжижения грунтов в вулканических районах // Вулканизм и геодинамика: Материалы IV Всерос. симп. по вулканологии и палеовулканологии. Т. 2 / Под ред. Е.И. Гордеева. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2009. С. 604–607.

Маловичко А.А., Старовойт О.Е., Габсатарова И.П., Коломиец М.В., Чепкунас Л.С. Катастрофическое землетрясение Тохоку 11 марта 2011 г. в Японии // Сейсмические приборы. 2011. Т. 47, № 1. С. 5-16.Николаев А.В. Сейсмика неоднородных и мутных сред. М.: Наука, 1973. 175 с.

Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 1975 г. / Под ред. Н.В. Кондорской, Н.В. Шебалина. М.: Наука, 1977. 536 с.

Раутиан Т.Г., Халтурин В.И., Закиров М.С., Земцова А.Г., Проскурин А.П., Пустовитенко Б.Г., Пустовитенко А.Н., Синельникова Л.Г., Филина А.Г., Шенгелия И.С. Экспериментальные исследования сейсмической коды. М.: Наука, 1981. 142 с.

РБ-06-98. Определение исходных сейсмических колебаний грунта для проектных основ. М.: Госатомнадзор России, 2000.

Родкин М.В., Тихонов И.Н. Мегаземлетрясение в Японии 11 марта 2011 г.: величина события и характер афтершоковой последовательности // Геофизические процессы и биосфера. 2011. Т. 10, № 1. С. 64–80.

Сейсмический риск и инженерные решения / Под ред. Ц. Ломнитца, Э. Розенблюта. М.: Недра, 1981. 375 с.

Сейсмическое районирование территории СССР / Под ред. В.И. Бунэ, Г.П. Горшкова. М.: Наука, 1980. 306 с.

СНиП II-7-81*. Строительство в сейсмических районах. М.: Минстрой России, 1995.

Шебалин Н.В. Об оценке сейсмической интенсивности // Сейсмическая шкала и методы измерения сейсмической интенсивности. М.: Наука, 1975а. С. 87–109.

Шебалин Н.В. О равномерности шкалы балльности // Сейсмическая шкала и методы измерения сейсмической интенсивности. М.: Наука, 1975б. С. 222–233.

Nakamura Y. A method for dynamic characteristic estimation of subsurface using microtremor on the ground surface // Quarterly Rep. of Railway Tech. Res. Inst. 1989. V. 30, N 1. P. 25–33.

Panou A.A. Ambient noise horizontal to vertical spectral ratio for assessing site effect n urban environments: The case of Thessaloniki city (Northern Greece) // B. Geol. Soc. Greece. 2004. V. 36. P. 1467–1476.

Сведения об авторах

ШЕВЧЕНКО Юрий Валентинович – начальник группы метрологии, Камчатский филиал Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН». 683006, г. Петропавловск-Камчатский, бульв. Пийпа, д. 9. Тел.: +7 (4152) 218-131. E-mail: klb@emsd.ru

ЯКОВЕНКО Валентин Валентинович – инженер группы метрологии, Камчатский филиал Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН». 683006, г. Петропавловск-Камчатский, бульв. Пийпа, д. 9. Тел.: +7 (4152) 218-149. E-mail: valek@emsd.ru

Macroseismic intensity increment for seismic stations of Kamchatka relative to seismic station «Petropavlovsk»

Yu.V. Shevchenko, V.V. Yаkovenko

Kamchatka Branch of Federal Research Center «United Geophysical Survey of RAS», Petropavlovsk-Kamchatsky, Russia

Corresponding author: Yu.V. Shevchenko, e-mail: klb@emsd.ru

Abstract. The method and results of calculating the increment of macroseismic intensity at seismic stations in Kamchatka are presented. The basis of the calculation is the measurement of the relative level of maximum accelerations of intense earth vibrations in the phase of S-wave of comparatively strong regional earthquakes and the root-mean-square deviation of acceleration in the phase of P-waves of a strong distant earthquake. In the latter case, records of an earthquake with a magnitude of 9.1, which occurred in Japan on 11.03.2011, were used. The seismic station "Petropavlovsk" was used as a reference station. At the base of the pedestal of this station is a rocky soil, composed of siliceous shales. The estimation of the increment for the majority of digital stations is presented. Anomalously high values of intensity were noted at a number of stations. The data obtained are used to assess the properties of soils in the investigated area. At several stations, the intensity of the horizontal component of soil vibrations above the intensity of the vertical component is much greater than the corresponding design value, which is probably due to the presence of resonant soil layers under these stations. The discrepancy in the intensity incremental estimates from the records of intense oscillations from regional earthquakes and from records of a very strong distant earthquake obtained from sensors located in basements of heavy frame structures from concrete is revealed. To avoid distortion of recording ground vibrations, it is desirable to place seismic instruments away from such structures. The results obtained in the work can be used for seismic microzoning of construction sites located on the investigated territory.

Keywords: macroseismic, intensity, increment, Kamchatka

About the authors:

SHEVCHENKO Yuri Valentinovich - head of metrology group, Kamchatka Branch of Federal Research Center «United Geophysical Survey of the Russian Academy of Sciences». 683006, Petropavlovsk-Kamchatsky, boulevard Piipa, 9. Tel: +7 (4152) 218-131. E-mail: klb@emsd.ru

YAKOVENKO Valentin Valentinovich - engineer of metrology group, Kamchatka Branch of Federal Research Center «United Geophysical Survey of the Russian Academy of Sciences». 683006, Petropavlovsk-Kamchatsky, boulevard. Piipa, 9. Tel: +7 (4152) 218-149. E-mail: valek@emsd.ru

Cite this arti cle as: Shevchenko Yu.V., Yаkovenko V.V. Macroseismic intensity increment for seismic stations of Kamchatka rela-tive to seismic station «Petropavlovsk», Voprosy Inzhenernoi Seismologii (Problems of Engineering Seismology), 2017, vol. 44, no. 4, pp. 63-76. [in Russian]. DOI: 10.21455/VIS2017.4-4

English translation of the article will be published in Seismic Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online), https://link.springer.com/journal/11990), 2018, Volume 54, Issue 4.