MIKROTREMORJI – METODA ZA OCENJEVANJE VPLIVA LOKALNE GEOLOŠKE ZGRADBE NA POTRESNO NIHANJE TAL IN RANLJIVOSTI OBJEKTOV

Avtorji

  • Andrej Gosar Ministrstvo za okolje in prostor, Agencija RS za okolje, Urad za seizmologijo, Ljubljana

Povzetek

Številni potresi v zadnjih desetletjih so pokazali, da je bil vpliv lokalne geološke zgradbe na potresno nihanje tal pogosto podcenjen in so bili učinki potresa večji od pričakovanih. Posebej nevarno je, kadar sta lastna frekvenca nihanja tal in objekta podobni in pride do resonance. Med metodami za ocenjevanje tovrstnih vplivov se je v zadnjem desetletju zelo uveljavila uporaba mikrotremorjev. Metoda temelji na meritvah ambientnih vibracij naravnega in umetnega izvora s trikomponentnim senzorjem. Spektralno razmerje med zapisom mikrotremorjev na vodoravni in navpični komponenti podaja lastno frekvenco mehkih sedimentov, ki so odloženi na skalni podlagi. Z meritvami v zgradbah ocenjujemo njihovo osnovno frekvenco nihanja v vzdolžni in prečni smeri in tako določimo območje povečane ranljivosti. S primerjanjem kart lastne frekvence sedimentov in meritev v zgradbah lahko naredimo kvantitativno mikrorajonizacijo urbanih območij in določimo območja, kjer obstaja nevarnost resonance med tlemi in objekti. Raziskave z metodo spektralnega razmerja mikrotremorjev izvajamo v Sloveniji v okviru mednarodnega projekta programa NATO Znanost za mir. Z meritvami v zelo gosti mreži točk 200 m krat 200 m bomo izdelali novo mikrorajonizacijo območja Ljubljane. V Bovški kotlini, kjer so bili vplivi lokalne geološke zgradbe na učinke potresov 1998 in 2004 zelo izraziti, smo z meritvami mikrotremorjev ugotovili, da so nekatere relativno hude poškodbe posledica resonančnih učinkov med tlemi in objekti. Na območju Ilirske Bistrice, ki je med potresno najdejavnejšimi v Sloveniji, se je prav tako pokazalo, da je večina objektov, poškodovanih ob močnejših potresih, v frekvenčnem območju nihanja tal, ki se ujema s frekvenčnim območjem največje ranljivosti objektov.

Literatura

Bard, P. Y., 1999. Microtremor measurements: a tool for site effect estimation? V: Irikura, K., Kudo, K., Okada, H., Sasatami, T. (ur.): The effects of surface geology on seismic motion. Balkema, 1251–1279.

Bonnefoy-Claudet, S., Cotton, F., Bard, P. Y., Cornou, C., Ohrnberger, M., Wathelet, M., 2006. Robustness of the H/V ratio peak frequency to estimate 1D resonance frequency. 3rd symp. on effects of surface geology on seismic motion, 361–370.

Borcherdt, R. D., 1970. Effects of local geology on ground motion near San Francisco bay. Bull. Seism. Soc. Am., 60/1, 29–61.

Gallipoli, M. R., Mucciarelli, M., Castro, R. R., Mochavesi, G., Contri, P., 2004. Structure, soil-structure response and effects of damage based on observations of horizontal-to-vertical spectral ratios of microtremors. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 24, 487–495.

Gosar, A., Stopar, R., Car, M., Mucciarelli, M., 2001. The earthquake on 12 April, 1998 in Krn mountains (Slovenia): ground motion amplification study using microtremors and modelling based on geophysical data. Journal of applied geophysics 47/2, 153– 167.

Gosar, A., 2007. Microtremor HVSR study for assessing site effects in the Bovec basin (NW Slovenia) related to 1998 Mw5.6 and 2004 Mw5.2 earthquakes. Engineering geology (v tisku).

Kramer, S. L., 1996. Geotechnical earthquake engineering. Prentice Hall, 653 str.

Kreslin, M., Dolšek, M., Fajfar, P., 2006. Matematično modeliranje in analiza armiranobetonske stavbe po EC8. Gradbeni vestnik, 55, 141–152.

Lapajne, J., 1970. Seizmična mokrorajonizacija Ljubljane, geofizikalne raziskave, neobjavljeno poročilo. Geol. zav. Ljubljana, 16. str.

Lapajne, J., 2005. Potres 12. julija 2004 v Zgornjem Posočju in karta potresne nevarnosti – vpliv zmanjšanja potresne odpornosti in usmerjenosti pretrga. Ujma 19, 74–81.

Lenart, A., 2006. Merjenje seizmičnega nemira na Galjevici v Ljubljani za oceno ojačenja nihanja tal ob potresu. Seminarska naloga, NTF, 12. str.

Lermo, J., Chavez-Garcia, F. J., 1993. Sitte effect evaluation using spectral ratios with only one station. Bull. Seism. Soc. Am., 83/5, 1574–1594.

Medvedev, S. V., 1965. Inženjerska seizmologija. Građevinska knjiga, 268 str., Beograd.

Mucciarelli, M., Gallipoli, M. R., 2001. A critical review of 10 years of microtremor HVSR technique. Boll. Geof. Teor. Appl., 42, 255–266.

Nakamura, Y., 1989. A method for dynamic characteristics estimation of subsurface using micro-tremor on the ground surface. Q. R. Railway Tech. Res. Inst.

Nakamura, Y., 2000. Clear identification of funda mental idea of Nakamura’s technique and its applications. 12WCEE, New Zeland.

Nogoshi, M., Igarashi, T., 1971. On the amplitude characteristics of microtremor (part 2). Jour. Seism. Soc. Japan, 24, 26–40.

Pitilakis, K., 2004. Site effects. V: Ansal, A. (ur.): Recent advances in earthquake geotechnical engineering and microzonation. 139–197.

Reiter, L., 1990. Earthquake hazard analysis. Columbia University Press, 254 str.

SESAME 2004. Guidelines for the implementation of the H/V spectral ratio technique on ambient vibrations: measurements, processing and interpretation, 62 pp., http://sesame-fp5.obs.ujf-grenoble. fr/Delivrables/Del-D23-HV_User_Guidelines.pdf

Vidrih, R., Godec, M., 2006. Potresi na Ilirskobistriškem. Ujma, 20, 73–85.

Zupančič, P., Šket-Motnikar, B., Gosar, A., Prosen, T., 2004. Karta potresne mikrorajonizacije Mestne občine Ljubljana. Potresi v letu 2002, 32–54.

Prenosi

Objavljeno

2024-01-19

Številka

Rubrike

Raziskave in razvoj