Методика формирования акселерограмм сильных землетрясений для районов среднего Байкала Е.В. Брыжак (bryzhak@crust.irk.ru) В.И. Джурик (dzhurik@crust.irk.ru) - презентация

1 Методика формирования акселерограмм сильных землетрясений для районов среднего Байкала Е.В. Брыжак В.И. Джурик С.П. Серебренников Л.А. Усынин А.Ю. Ескин ИНСТИНУТ ЗЕМНОЙ КОРЫ СО РАН г.Иркутск, 2013

2 Распространение сейсмических волн из очага землетрясения к поверхности Борис Борисович Голицын ( )

3 Карта плотности эпицентров землетрясений БРЗ

4 Карта-схема расположения сейсмических станций и эпицентров землетрясений рассматриваемых землетрясений БРЗ

5 Основные параметры ощутимых землетрясений п/п Дата и время Коорд. эпиц КМ Сейсмостанция, эпицентральное расстояние, Iб (макросейсмика) φλ Иркутск, 76 км, 5-6 б Иркутск, 76 км, 4-5 б Тырган, 96 км, 4-5б; Суво, 170 км, 2б; Иркутск 245 км, 3б Уоян, 25 км, 5-6 б; Кумора, 20 км, 5 б; Н-ангарск, 117 км, 4 б; С- муйск, 139 км, 3-4 б Монды, 38 км, 5 б; Аршан, 64 км, 4 б; Орлик, 144км, 2 б; Иркутск, 196, 3-4 б Чара, 38 км, 5-6 б Чара, 31 км, 5 б; Неляты, 143 км Аршан, 86 км, 4-5 б; Монды, 74 км, 4 б; Орлик, 123 км, 4-5 б; Иркутск, 285 км, 2-3б Н-ангарск, 46 км, 4 б; Кумора, 66 км, 3-4 б; Улюнхан, 114 км, 3 б; Уоян, 120 км, 3-4 б Кумора, 72 км; Н-ангарск, 68 км, 3-4 б; Уоян, 114 км, 3 б С-муйск, 28 км, 4-5 б; Уакит, 50 км, 3 б; Улюнхан,188 км, 3 б Онгурены,72 км, 4 б; Суво,109 км, 4-5 б; Тырган,155 км, 4 б; Иркутск, 307 км, 3 б Орлик, 110 км, 6 б; Иркутск, 407 км, 3-4 б, дана моментная магнитуда М w Орлик, 112 км, 4 б; Иркутск, 405 км, 2 б Иркутск, 72 км, 6-7 б; Аршан, 119, 6-7 б; Закаменск, 147 км, 5 б; Тырган, 202 км, 5-6 б Иркутск, 72 км, 5б; Аршан, 119 км; Закаменск, 147 км; Кабанск, 185 км; Тырган, 202 км, 3 б; Онгурены, 329км

6 М, км Интервал значений Среднее значение, с интервалсреднееa m, см/с 2 f am, Гцa m, см/с 2 f am,Гцинтервалсреднее 4.7–5.5 20– – – – – – – – – –8.32.3– – –4.42.4– – –6 20–502230– – – – –5.83.3– – – – – – –8.44.2– – –6.5 51– –483.4– – – – – – – – – Примечание. a m – максимальное ускорение, f am – соответствующая ему частота, – длительность импульса на уровне 0.5 a m Динамические характеристики акселерограмм, сгруппированные по магнитуде и эпицентральными расстояниями

7 Номера графиков соответствуют номерам землетрясений в таблице 1: 1 – сейсмостанция Монды, 2 – Аршан, 3 – Иркутск (3-99- для земл.1), 4 – Орлик, 5 – Тырган, 6 – Суво, 8 – Закаменск, 9 – Уоян, 10 – Кумора, 11 – Нижнеангарск, 12 – Северомуйск, 13 – Уакит, 14 – Улюнхан,15 – Чара (грунт 1 кат.),16 – Неляты. Примеры спектров акселерограмм, зарегистрированных в различных районах БРЗ, с учетом амплитудно-частотных характеристик грунтов под сейсмическими станциями

8 Принципиальная схема вероятностного восстановления (задания) записи сейсмического сигнала сильного землетрясения

9 Расчеты спектральных характеристик Дискретное преобразование Фурье При M

10 Карта эпицентров землетрясений и основных разломов региона

11 Фрагмент карты общего сейсмического районирования Российской Федерации (ОСР-97-В)

12 Основные параметры отобранных землетрясений п/п Дата и время Коорд. эпиц КрКр М Сейсмостанция, эпицентральное расстояние, I б (макросейсмика) φλ (Южно-Байкальское) Иркутск, 77км, 5-6б; Талая, 82км, 5б (Ольхонское) Заречье, 61км, 3 - 4б; Максимиха, 76км, 3б; Тырган, 95 км, 4 -5б; Суво, 170 км; Листвянка 232км; Иркутск 245км (Култукское) Талая 31км, 7б; Иркутск, 72км, 6 - 7б; Аршан, 119км, 6-7 б; Закаменск, 147 км, 5б; Кабанск, 185 км Бабушкин, 71км

13 Для NS – 1, EW – 2 и Z – 3 компонент Приведены к одному эпицентральному расстоянию и магнитуде (=70км, M=7.5) Синтезированные акселерограммы

14 А – акселерограммы Южно-Байкальского землетрясения ( г. Б – соответствующие им амплитудные спектры Фурье. 1, 2, 3 – записи, зарегистрированные на с/ст Иркутск, для NS, EW и Z компонент соответственно. 4, 5, 6 – записи, зарегистрированные на с/ст Талая, для NS, EW и Z компонент соответственно.

15 А – акселерограммы Ольхонского землетрясения ( г., см. табл.1, п.2). Б – соответствующие им амплитудные спектры Фурье. 1, 2, 3 – записи, зарегистрированные на с/ст Заречье, для NS, EW и Z компонент соответственно. 4, 5, 6 – записи, зарегистрированные на с/ст Максимиха, для NS, EW и Z компонент соответственно. 7, 8, 9 – записи, зарегистрированные на с/ст Тырган, для NS, EW и Z компонент соответственно. 10, 11, 12 – записи, зарегистрированные на с/ст Суво, для NS, EW и Z компонент соответственно.

16 А – акселерограммы Ольхонского землетрясения ( г., см. табл.1, п.2). Б – соответствующие им амплитудные спектры Фурье. 13, 14, 15 – записи, зарегистрированные на с/ст Листвянка, для NS, EW и Z компонент соответственно. 16, 17, 18 – записи, зарегистрированные на с/ст Иркутск, для NS, EW и Z компонент соответственно.

17 Рис. 2. А – акселерограммы Култукского землетрясения ( г., см. табл.1, п.3). Б – соответствующие им амплитудные спектры Фурье. 1, 2, 3 – записи, зарегистрированные на с/ст Талая, для NS, EW и Z компонент соответственно. 4, 5, 6 – записи, зарегистрированные на с/ст Иркутск, для NS, EW и Z компонент соответственно. 7, 8, 9 – записи, зарегистрированные на с/ст Аршан, для NS, EW и Z компонент соответственно. 10, 11, 12 – записи, зарегистрированные на с/ст Закаменск, для NS, EW и Z компонент соответственно.

18 А – акселерограммы Култукского землетрясения ( г., см. табл.1, п.3). Б – соответствующие им амплитудные спектры Фурье. 1, 2, 3 – записи, зарегистрированные на с/ст Кабанск, для NS, EW и Z компонент соответственно.

19 А – акселерограммы землетрясения 4 (см.табл.1), фазовые спектры которых использовались при формировании исходного сигнала. Б – соответствующие им амплитудные спектры Фурье. 1, 2, 3 – для NS, EW и Z компонент соответственно.

20 А – акселерограммы землетрясений, используемые при формировании исходного сигнала. Б – соответствующие им амплитудные спектры Фурье. 1, 2, 3 – записи землетрясения 1 (см.табл.1) для NS, EW и Z компонент соответственно. 4, 5, 6 – записи землетрясения 2 (см.табл.1) для NS, EW и Z компонент соответственно. 7, 8, 9 – записи землетрясения 3 (см.табл.1) для NS, EW и Z компонент соответственно. 10, 11, 12 – записи землетрясения 4 (см.табл.1) для NS, EW и Z компонент соответственно.

21 п/п Дата и время Коорд. эпиц КрКр М Эпицентральное расстояние, км φλ Основные параметры землетрясений (сейсмостанция Бабушкин)

22 А – акселерограммы землетрясения 5 (см.табл.1), фазовые спектры которых использовались при формировании исходного сигнала. Б – соответствующие им амплитудные спектры Фурье. 1, 2, 3 – для NS, EW и Z компонент соответственно.

23 А – исходные акселерограммы, полученные по среднему амплитудному спектру. Б – соответствующие им амплитудные спектры Фурье: 1 – для NS, 2 – для EW, 3 – для Z компоненты.

24 А – исходные акселерограммы, полученные по огибающей амплитудных спектров. Б – соответствующие им амплитудные спектры Фурье: 1 – для NS, 2 – для EW, 3 – для Z компоненты.

25 Заключение Для расчетов акселерограмм, спектральных характеристик, спектров ускорений использовался набор методов. Для их реализации необходимо задание исходного сигнала (акселерограммы) отвечающего принятой исходной сейсмичность равной 9 баллам по карте «В». Исходный сигнал для вероятного сильного землетрясения синтезирован с учетом количественных геолого-геофизических и сейсмологических данных. Задание сигналов отвечает требованиям, изложенным в руководстве по безопасности [Сейсмический риск.., 1981], расчётным программам [Расчетные методы.., 1998; Ратникова и др., 1985; РБ ] и другим нормативным документам.