УДК 550.34

PACS 91.30.Ab

Метод расчета кривых сейсмической опасности на свободной поверхности

Р.Э. Татевосян, С.М. Аммосов, В.В. Быкова, Р.Н. Вакарчук, А.В. Калинина

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия

Автор для переписки: Р.Э. Татевосян, e-mail: ruben@ifz.ru

Аннотация. Предложен метод расчета кривых сейсмической опасности на свободной поверхности. Применимость метода иллюстрируется гипотетической ситуацией, которая схожа с сейсмотектоническими и грунтовыми условиями в платформенных областях: невысокая локальная активность, соседство с глубокофокусной очаговой областью, неглубокое залегание скального фундамента, перекрытого консолидированной грунтовой толщей. Показана недостаточность описания локальных грунтовых условий только параметром VS30 (средняя скорость поперечных волн в верхних 30 м горизонта грунтового профиля). Хотя такое описание дает в целом более высокие значения спектральных амплитуд, оно не учитывает усиления за счет возможных резонансных явлений; с другой стороны, при этом игнорируются эффекты затухания в слоистой грунтовой толще.

Ключевые слова: сейсмическая опасность, кривые опасности, спектр реакции, грунтовые условия, вероятностный анализ безопасности

Цитирование: Татевосян Р.Э., Аммосов С.М., Быкова В.В., Вакарчук Р.Н., Калинина А.В. Метод расчета кривых сейсмической опасности на свободной поверхности // Вопросы инженерной сейсмологии. 2019. Т. 46, № 2. С. 16–24. https://doi.org/10.21455/VIS2019.2-2

Литература

Алешин А.С. Континуальная теория сейсмического микрорайонирования. М.: Науч. мир, 2017. 300 с.

Калинина А.В., Аммосов С.М., Быкова В.В., Татевосян Р.Э. О влиянии параметров верхней части грунтового разреза на реакцию грунтов при сейсмическом воздействии // Вопросы инженерной сейсмологии. 2017. Т. 44, № 4. С. 77–92. https://doi.org/10.21455/VIS2017.4-5

Павленко О.В. Сейсмические волны в грунтовых слоях: Нелинейное поведение грунта при сильных землетрясениях последних лет. М.: Науч. мир, 2009. 260 с.

Тяпин А.Г. Расчет сооружений на сейсмические воздействия с учетом взаимодействия с грунтовым основанием. М.: АСВ, 2013. 392 с.

Abrahamson N.A., Silva W.J., Kamai R. Summary of the ASK14 ground motion relation for active crustal regions // Earthquake Spectra. 2014. V. 30(3). P. 1025–1055. https://doi.org/10.1193/070913EQS198M

Boore D.M., Stewart J.P., Seyhan E., Atkinson G.M. NGA-West 2 equations for predicting PGA, PGV, and 5%-damped PSA for shallow crustal earthquakes // Earthquake Spectra. 2014. V. 30(3). P. 1057–1085. https://doi.org/10.1193/070113EQS184M

Campbell K.W., Bozorgnia Y. NGA-West2 ground motion model for the average horizontal components of PGA, PGV, and 5%-damped linear acceleration response spectra // Earthquake Spectra. 2014. V. 30(3). P. 1087–1115. https://doi.org/10.1193/062913EQS175M

Chiou B.S.-J., Youngs R.R. Update of the Chiou and Youngs NGA model for the average horizontal component of peak ground motion and response spectra // Earthquake Spectra. 2014. V. 30(3). P. 1117–1153. https://doi.org/10.1193/072813EQS219M

Douglas J., Edwards В. Recent and future developments in earthquake ground motion estimation // Earth Sci. Rev. 2016. V. 160. P. 203–219. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2016.07.005

Idini B., Rojas F., Ruiz S., Pastén C. Ground motion prediction equations for the Chilean subduction zone // Bull. of Earthquake Eng. 2017. V. 15, No. 5. P. 1853–1880.

McGuire R.K. Seismic hazard and risk analysis. Oakland: Earthquake Eng. Res. Inst., 2004.

Ordonez G.A. SHAKE 2000 – A computer program for the 1-D analysis of geotechnical earthquake engineering problems. Washington, USA: GeoMotions, LLC; Lacey, 2012.

Yoshida N. Seismic ground response analysis. Springer, 2015. 365 p.

Сведения об авторах

ТАТЕВОСЯН Рубен Эдуардович – доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. E-mail: ruben@ifz.ru

АММОСОВ Сергей Михайлович – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. E-mail: ammosovser@mail.ru

БЫКОВА Вера Вячеславовна – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. E-mail: vvb@ifz.ru

ВАКАРЧУК Роман Николаевич – старший научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. E-mail: roman@ifz.ru

КАЛИНИНА Анна Викторовна – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. E-mail: kalinina_av@mail.ru

A method for calculating seismic hazard curves on free-surface

R.E. Tatevossian, S.M. Ammosov, V.V. Bykova, R.N. Vakarchuk, А.V. Kalinina

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Corresponding author: R.E. Tatevossian, e-mail: ruben@ifz.ru

Abstract. A method for calculating seismic hazard curves on free-surface is proposed. Its validity is illustrated by hypothetical situation, quite common with seismotectonic and soil profile conditions in platform regions: low level of local activity neighboring with active deep seismic source zone, and shallow bedrock overlaid by consolidated soil profile. It is shown that description of local conditions of critical facility siting by VS30 (average velocity of shear waves in upper 30 m of soil profile) is not sufficient. Though such description provides in general higher values of spectral amplitudes, however, it is does not take into account possible resonance phenomena. Besides, it ignores attenuation of energy by soil profile because of inelastic behavior.

Keywords: seismic hazard, hazard curves, response spectrum, ground conditions, probabilistic safety analysis

About the authors

TATEVOSSIAN Ruben Eduardovich – Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Chief Researcher, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. 123242, Moscow, ul. Bolshaya Gruzinskaya, 10, building 1. E-mail: ruben@ifz.ru

AMMOSOV Sergey Mikhailovich − Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Senior Researcher, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. 123242, Moscow, ul. Bolshaya Gruzinskaya, 10, building 1. E-mail: ammosovser@mail.ru

BYKOVA Vera Vyacheslavovna – Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Leading Researcher, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. 123242, Moscow, ul. Bolshaya Gruzinskaya, 10, building 1. E-mail: vvb@ifz.ru

VAKARCHUK Roman Nikolaevich − Senior Researcher, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. 123242, Moscow, ul. Bolshaya Gruzinskaya, 10, building 1. E-mail: roman@mail.ru

KALININA Anna Viktorovna – Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Leading Researcher, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. 123242, Moscow, ul. Bolshaya Gruzinskaya, 10, building 1. E-mail: kalinina_av@mail.ru

Cite this article as: Tatevossian R.E., Ammosov S.M., Bykova V.V., Vakarchuk R.N., Kalinina А.V. A method for calculating seismic hazard curves on free-surface, Voprosy Inzhenernoi Seismologii (Problems of Engineering Seismology). 2019. V. 46, No. 2. P. 16–24. [in Russian]. https://doi.org/10.21455/VIS2019.2-2

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