Вікіпедія

Пікове наземне прискорення

Пікове наземне прискорення (англ. Peak ground acceleration) (PGA) дорівнює максимальному прискоренню землі, яке виникло під час землетрусу в певному місці. PGA дорівнює амплітуді найбільшого абсолютного прискорення, зафіксованого на акселерограмі на місці під час конкретного землетрусу[1].

Загальна характеристика ред.

Землетруси зазвичай відбуваються в усіх трьох напрямках. Тому PGA часто поділяють на горизонтальну та вертикальну складові. Горизонтальні PGA, як правило, більші, ніж у вертикальному напрямку, але це не завжди так, особливо поблизу сильних землетрусів. PGA є важливим параметром (також відомим як міра інтенсивності) для сейсмотехніки. Розрахункові землетрусні рухи грунту (DBEGM) [2] часто визначаються в термінах PGA.

На відміну від шкали Ріхтера та моментної магнітуди, це не міра загальної енергії (магнітуди чи розміру) землетрусу, а скоріше того, наскільки сильно земля коливається в певній географічній точці. Шкала інтенсивності Меркаллі використовує особисті звіти та спостереження для вимірювання інтенсивності землетрусів, але PGA вимірюється інструментами, такими як акселерографи. Його можна співвіднести з макросейсмічними інтенсивностями за шкалою Меркаллі[3], але ці кореляції пов’язані з великою невизначеністю[4]. Дивіться також сейсмічна шкала.

Пікове горизонтальне прискорення (Peak horizontal acceleration) (PHA) є найбільш часто використовуваним типом наземного прискорення в інженерних додатках. Він часто використовується в сейсмотехніці (включаючи сейсмозахисні будівельні норми) і зазвичай наноситься на карти сейсмічної небезпеки[5]. Під час землетрусу пошкодження будівель та інфраструктури тісніше пов’язане з рухом землі, мірою якого є PGA, а не з магнітудою самого землетрусу. Для помірних землетрусів PGA є досить хорошим визначником збитку; під час сильних землетрусів пошкодження частіше корелюють із піковою швидкістю руху землі[3].

Геофізика ред.

Енергія землетрусу розсіюється хвилями від гіпоцентру, спричиняючи рух ґрунту в усіх напрямках, але зазвичай моделюється горизонтально (у двох напрямках) і вертикально. PGA фіксує прискорення (швидкість зміни швидкості) цих рухів, тоді як пікова швидкість ґрунту – це найбільша швидкість (швидкість руху), досягнутої ґрунтом, а максимальне зміщення – це відстань, яку перемістили[6][7]. Ці значення змінюються під час різних землетрусів і в різних місцях в межах одного землетрусу залежно від низки факторів. До них належать довжина розлому, магнітуда, глибина землетрусу, відстань від епіцентру, тривалість (тривалість циклу струсу) і геологія ґрунту (надра). Неглибокі землетруси викликають сильніші тремтіння (прискорення), ніж проміжні та глибокі землетруси, оскільки енергія виділяється ближче до поверхні[8].

Сейсмічний ризик та інженерія ред.

Вивчення географічних територій у поєднанні з оцінкою історичних землетрусів дозволяє геологам визначати сейсмічний ризик і створювати карти сейсмічної небезпеки, які показують ймовірні значення PGA, які можуть відчутися в регіоні під час землетрусу, з ймовірністю перевищення (PE). Інженери-сейсмологи та урядові департаменти планування використовують ці значення для визначення відповідного землетрусного навантаження для будівель у кожній зоні, причому ключові визначені конструкції (наприклад, лікарні, мости, електростанції) мають витримати максимальний розрахунковий землетрус (MCE).

Порівняння інструментальної та відчутної інтенсивності ред.

Пікове прискорення землі забезпечує вимірювання інструментальної інтенсивності, тобто коливання землі, зафіксоване сейсмічними приладами. Інші шкали інтенсивності вимірюють інтенсивність відчуттів на основі свідчень очевидців, відчутного тремтіння та спостережених пошкоджень. Існує кореляція між цими шкалами, але не завжди абсолютна згода, оскільки досвід і збитки можуть залежати від багатьох інших факторів, включаючи якість сейсмотехніки.

Загалом,

  • 0,001 г (0,01 м/с2) – сприймається людьми
  • 0,02  г (0,2  м/с2) – люди втрачають рівновагу
  • 0,50  г (5  м/с2) – дуже висока; добре спроектовані будівлі можуть вижити, якщо тривалість невелика[7].

Кореляція зі шкалою Меркаллі ред.

Геологічна служба Сполучених Штатів розробила інструментальну шкалу інтенсивності[9], яка відображає пікове прискорення ґрунту та максимальну швидкість ґрунту на шкалі інтенсивності, подібній до фетрової шкали Меркаллі. Ці значення використовуються сейсмологами в усьому світі для створення карт коливань[3].

Інструментальна
Інтенсивність 		Прискорення
(g) 		Швидкість
(см/с) 		Відчутне тремтіння Потенційний збиток
I < 0,000464 < 0,0215 Не відчувається Жодного
II–III 0,000464 – 0,00297 0,135 – 1,41 Слабке Жодного
IV 0,00297 – 0,0276 1,41 – 4,65 Легке Жодного
V 0,0276 – 0,115 4,65 – 9,64 Помірне Дуже легкий
VI 0,115 – 0,215 9.64 – 20 Сильне Легкий
VII 0,215 – 0,401 20 – 41,4 Дуже сильне Помірний
VIII 0,401 – 0,747 41,4 – 85,8 Важко встояти на ногах Від середнього до важкого
IX 0,747 – 1,39 85,8 – 178 Втрата рівноваги Важка
X+ > 1,39 > 178 Екстрім Дуже важкий


Інші шкали інтенсивності ред.

У 7-класній шкалі сейсмічної інтенсивності Японського метеорологічного агентства найвища інтенсивність, Shindo 7, охоплює прискорення понад 4 м/с 2 (0,41 g ).

Ризики небезпеки PGA у всьому світі ред.

В Індії території з очікуваними значеннями PGA вище 0,36 г класифікуються як «зона 5» або «зона дуже високого ризику пошкодження».

Значні землетруси ред.

PGA
єдиний напрямок

(макс) 		PGA

векторна сума (H1, H2, V)

(макс) 		Магнітуда Глибина Смертельні випадки Землетрус
3.23 g [10] 7.8 15 km 2 Землетрус Кайкоура 2016
2.7 g [11] 2.99 g[12][13] 9.1[14] 30 km[15] 19,759[16] Великий тохокуський землетрус
4.36 g [17] 6.9/7.2 8 km 12 2008 Івате-Міягі внутрішній повітряний світанок
1.92 g [18] 7.7 8 km 2,415 Землетрус на Тайвані 1999
1.82 g [19] 6.7 18 km [20] 57 Землетрус у Нортріджі 1994 року
1.81 g[21] 9.5 33 km 1,000–6000 Великий чилійський землетрус
1.61 g[22] 7.6 40.2 km 2 Землетрус у Коста-Риці 2012 року
1.51 g [23][24] 6.2[25] 5 km 185 Землетрус у Крайстчерчі (2011)
1.47 g [26] 7.1 42 km[15] 4 Землетрус у префектурі Міяґі (2011)
1.46 g [27] 6.4 17.9 km 2 2022 Ferndale earthquake
1.26 g [28][29] 7.1 10 km 0 Землетрус в Кентербері (2010)
1.25 g[30] 7.3 63.1 km 4 Землетрус у Фукусімі 2022 року
1.25 g[31] 6.6 8.4 km 58–65 Сюльмарський землетрус 1971 року
1.04 g [32] 6.6 10 km 11 Морський землетрус Чуетсу 2007 року
1.0 g 6.0 8 km 0 Землетрус у Крайстчерчі (2011)
0.98 g [33] 7.0 21 km 119 Землетрус в Егейському морі (2020)
0.92 g 7.6 16.2 km 2 Землетрус у Мічоакані 2022 року
0.91 g 6.9 16 km 5,502–6,434 Великий землетрус Ханшин
0.8 g [34] 7.2 12 km 222 Бохольський землетрус 2013 року
0.78 g [35][36] 6.0 6 km 1 Землетрус у Крайстчерчі, червень 2011 року
0.75 g [37] 8.1 28.9 km 0 Землетрус на островах Кермадек у 2021 році
0.68 g[38] 6.7 18.4 km 93 Землетрус у Сичуані (Китай) 2022
0.65 g[39] 6.9 19 km 63 Лома-Прієта (землетрус)
0.65 g [40] 8.8 23 km[41] 525 [42] Землетрус у Чилі (2010)
0.6 g [43] 6.0 10 km 143 Землетрус в Афінах 1999 року
0.58 g[44] 6.4 10 km 2 Гормозганський землетрус 2021 року
0.51 g[45] 6.9 10 km 1 2022 Тайдунський землетрус
0.51 g [46] 6.4 16 km 612 Землетрус у Заранді 2005 року
0.5 g [47] 7.0 13 km 100,000–316,000[48] Землетрус на Гаїті (2010)
0.47 g[49] 7.2 10 km 2,248 Землетрус на Гаїті (2021)
0.438 g [50] 7.7 44 km 28 Землетрус Міяґі 1978 року (Сендай)
0.41 g[51] 6.5 11 km 2 Землетрус на острові Лефкас у 2015 році
0.4 g [52] 5.7 8 km 0 Землетрус у Крайстчерчі 2016 року
0.37 g [53] 5.1 1 km 9 Землетрус у Лорці (2011)
0.34 g[54] 6.4 15 km 5,778 Землетрус у Джок'якарті 2006 року
0.18 g 9.2 25 km 131 Великий Аляскинський землетрус

Примітки ред.

  1. ↑ Douglas, J (1 квітня 2003). Earthquake ground motion estimation using strong-motion records: a review of equations for the estimation of peak ground acceleration and response spectral ordinates (PDF). Earth-Science Reviews. 61 (1–2): 43—104. Bibcode:2003ESRv...61...43D. doi:10.1016/S0012-8252(02)00112-5.
  2. ↑ Nuclear Power Plants and Earthquakes [Архівовано 2009-07-22 у Wayback Machine.] , accessed 8 April 2011.
  3. ↑ а б в ShakeMap Scientific Background. Rapid Instrumental Intensity Maps. Earthquake Hazards Program. U. S. Geological Survey. Архів оригіналу за 23 June 2011. Процитовано 22 березня 2011.
  4. ↑ Cua, G. та ін. (2010). "Best Practices" for Using Macroseismic Intensity and Ground Motion Intensity Conversion Equations for Hazard and Loss Models in GEM1 (PDF). Global Earthquake Model. Архів оригіналу (PDF) за 27 December 2015. Процитовано 11 листопада 2015.
  5. ↑ European Facilities for Earthquake Hazard & Risk (2013). The 2013 European Seismic Hazard Model (ESHM13). EFEHR. Архів оригіналу за 27 December 2015. Процитовано 11 листопада 2015.
  6. ↑ Explanation of Parameters. Geologic Hazards Science Center. U.S. Geological Survey. Архів оригіналу за 21 July 2011. Процитовано 22 березня 2011.
  7. ↑ а б Lorant, Gabor (17 червня 2010). Seismic Design Principles. Whole Building Design Guide. National Institute of Building Sciences. Процитовано 15 березня 2011.
  8. ↑ Magnitude 6.6 – Near the west coast of Honshu, Japan. Earthquake summary. USGS. 16 липня 2001. Архів оригіналу за 14 March 2011. Процитовано 15 березня 2011.
  9. ↑ The Modified Mercalli Intensity (MMI) Scale assigns intensities as ... | U.S. Geological Survey. www.usgs.gov. Процитовано 27 вересня 2023.
  10. ↑ Goto, Hiroyuki; Kaneko, Yoshihiro; Young, John; Avery, Hamish; Damiano, Len (4 лютого 2019). Extreme Accelerations During Earthquakes Caused by Elastic Flapping Effect. Scientific Reports. 9 (1): 1117. Bibcode:2019NatSR...9.1117G. doi:10.1038/s41598-018-37716-y. PMC 6361895. PMID 30718810.
  11. ↑ Erol Kalkan; Volkan Sevilgen (17 березня 2011). March 11, 2011 M9.0 Tohoku, Japan Earthquake: Preliminary results. United States Geological Survey. Архів оригіналу за 24 March 2011. Процитовано 22 березня 2011.
  12. ↑ 平成23年(2011年)東北地方太平洋沖地震による強震動 [About strong ground motion caused by the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake]. Kyoshin Bosai. Процитовано 10 листопада 2021.
  13. ↑ 2011 Off the Pacific Coast of Tohoku earthquake, Strong Ground Motion (PDF). National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention. Архів оригіналу (PDF) за 24 March 2011. Процитовано 18 березня 2011.
  14. ↑ M 9.1 - 2011 Great Tohoku Earthquake, Japan - Origin. USGS. Процитовано 10 листопада 2021.
  15. ↑ а б Archived copy of USGS Magnitude 7 and Greater Earthquakes in 2011. Архів оригіналу за 13 April 2016. Процитовано 8 вересня 2017.
  16. ↑ 平成23年（2011年）東北地方太平洋沖地震（東日本大震災）について（第162報）（令和4年3月8日） [Press release no. 162 of the 2011 Tohuku earthquake] (PDF). 総務省消防庁災害対策本部. Архів оригіналу (PDF) за 24 серпня 2022. Процитовано 23 вересня 2022. Page 31 of the PDF file.
  17. ↑ Masumi Yamada та ін. (July–August 2010). Spatially Dense Velocity Structure Exploration in the Source Region of the Iwate-Miyagi Nairiku Earthquake. Seismological Research Letters v. 81; no. 4. Seismological Society of America. с. 597—604. Процитовано 21 березня 2011.
  18. ↑ M 7.7 - 21 km S of Puli, Taiwan. USGS. Процитовано 10 листопада 2021.
  19. ↑ Yegian, M.K.; Ghahraman; Gazetas, G.; Dakoulas, P.; Makris, N. (April 1995). The Northridge Earthquake of 1994: Ground Motions and Geotechnical Aspects (PDF). Third International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics. Northeastern University College of Engineering. с. 1384. Архів оригіналу (PDF) за 10 November 2021. Процитовано 7 квітня 2021.
  20. ↑ M 6.7 - 1km NNW of Reseda, CA. USGS. Процитовано 10 листопада 2021.
  21. ↑ M 9.5 - 1960 Great Chilean Earthquake (Valdivia Earthquake). USGS. Процитовано 10 листопада 2021.
  22. ↑ Laboratorio de Ingeniería Sísmica. Lis.ucr.ac.cr. Процитовано 9 листопада 2012.
  23. ↑ Feb 22 2011 – Christchurch badly damaged by magnitude 6.3 earthquake. Geonet. GNS Science. 23 лютого 2011. Архів оригіналу за 4 March 2011. Процитовано 24 лютого 2011.
  24. ↑ PGA intensity map. Geonet. GNS Science. Архів оригіналу за 31 May 2012. Процитовано 24 лютого 2011.
  25. ↑ New Zealand Earthquake Report – Feb 22 2011 at 12:51 pm (NZDT). Geonet. GNS Science. 22 лютого 2011. Архів оригіналу за 25 February 2011. Процитовано 24 лютого 2011.
  26. ↑ Archived copy of USGS Shakemap usc0002ksa. Архів оригіналу за 4 March 2016. Процитовано 8 вересня 2017.
  27. ↑ CESMD Internet Data Report. www.strongmotioncenter.org. Процитовано 23 грудня 2022.
  28. ↑ Carter, Hamish (24 лютого 2011). Technically it's just an aftershock. New Zealand Herald. APN Holdings. Процитовано 24 лютого 2011.
  29. ↑ M 7.1, Darfield (Canterbury), September 4, 2010. GeoNet. GNS Science. Архів оригіналу за 2 March 2011. Процитовано 7 березня 2011.
  30. ↑ 2022年3月16日福島県沖の地震の評価（令和4年3月17日） (PDF). jishin.go.jp (яп.). Headquarters for Earthquake Research Promotion. Архів (PDF) оригіналу за 21 March 2022. Процитовано 20 березня 2022.
  31. ↑ Cloud та Hudson, 1975
  32. ↑ Katsuhiko, Ishibashi (11 серпня 2001). Why Worry? Japan's Nuclear Plants at Grave Risk From Quake Damage. Japan Focus. Asia Pacific Journal. Процитовано 15 березня 2011.
  33. ↑ Mauricio Morales; Oguz C. Celik. EERI PERW 2021 – Part 1: Aegean Sea Earthquake. slc.eeri.org. Earthquake Engineering Research Institute. Архів оригіналу за 27 червня 2022. Процитовано 12 жовтня 2021.
  34. ↑ The Mw7.2 15 October 2013 Bohol, Philippines Earthquake (PDF). Emi-megacities.org. Архів оригіналу (PDF) за 13 жовтня 2022. Процитовано 24 грудня 2022.
  35. ↑ Jun 13 2011 – Large earthquakes strike south-east of Christchurch. Geonet. GNS Science. 13 червня 2011. Архів оригіналу за 14 June 2011. Процитовано 14 червня 2011.
  36. ↑ PGA intensity map. Geonet. GNS Science. Архів оригіналу за 20 March 2012. Процитовано 14 червня 2011.
  37. ↑ Numerous landslides reported on Raoul Island after strong earthquakes. www.geoengineer.org.
  38. ↑ Qu, Zhe; Zhu, Bai-Jie; Cao, Yu-Teng; Fu, Hao-Ran (2022). Rapid report of seismic damage to buildings in the 2022 M6.8 Luding earthquake, China. Earthquake Research Advances: 100180. doi:10.1016/j.eqrea.2022.100180.
  39. ↑ Clough, G. W.; Martin, J. R.; Chameau, J. L. II (1994). The geotechnical aspects. Practical lessons from the Loma Prieta earthquake. National Academies Press. с. 29—46. ISBN 978-0309050302.
  40. ↑ Informe Tecnico Terremoto Cauquenes 27 de Febrero de 2010 Actualizado 27 de Mayo 2010 (PDF).
  41. ↑ Archived copy of USGS Magnitude 7 and Greater Earthquakes in 2010. Архів оригіналу за 13 May 2010. Процитовано 12 липня 2010.
  42. ↑ Subsecretaría del Interior de Chile (31 January 2011). "Informe final de fallecidos y desaparecidos por comuna" (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 14 листопада 2012. Процитовано 11 листопада 2021.
  43. ↑ Anastasiadis A. N. та ін. The Athens (Greece) Earthquake of September 7, 1999: Preliminary Report on Strong Motion Data and Structural Response. Institute of Engineering Seismology and Earthquake Engineering. MCEER. Архів оригіналу за 3 березня 2016. Процитовано 22 березня 2011.
  44. ↑ Report on Doublet Earthquakes of November 14th, 2021 – Finn, Hormozgan Province (PDF). emsc-csem.org. Архів (PDF) оригіналу за 23 листопада 2021. Процитовано 20 квітня 2022.
  45. ↑ 中央氣象局地震測報中心 第111號有感地震報告 (кит.). 19 вересня 2022. Архів оригіналу за 22 вересня 2022. Процитовано 18 вересня 2022.
  46. ↑ Earthquake Mw 6.3 in Iran on February 22nd, 2005 at 02:25 UTC. European-Mediterranean Seismological Centre. Процитовано 7 березня 2011.
  47. ↑ Lin, Rong-Gong; Allen, Sam (26 лютого 2011). New Zealand quake raises questions about L.A. buildings. Los Angeles Times. Процитовано 27 лютого 2011.
  48. ↑ Earthquakes with 50,000 or More Deaths. Архів оригіналу за 5 June 2013. Процитовано 10 листопада 2021. U.S. Geological Survey, Earthquakes with 50,000 or More Deaths
  49. ↑ Haiti Earthquake (14 August 2021) Preliminary Event Briefing (PDF). Caribbean Catastrophe Risk Insurance Facility Segregated Portfolio Company.
  50. ↑ Brady, A. Gerald (1980). An investigation of the Miyagi-ken-oki, Japan, earthquake of June 12, 1978. National Bureau of Standards. с. 123.
  51. ↑ Papaioannou, Christos; Karakostas, Christos; Makra, Konstantia; Lekidis, Vassilios; Theodoulidis, Nikos; Zacharopoulos, Stratos; Margaris, Basil; Rovithis, Emmanouil; Salonikios, Thomas (21 червня 2018), THE NOVEMBER 17, 2015 MW6.4 LEFKAS, GREECE EARTHQUAKE: SOURCE CHARACTERISTICS, GROUND MOTIONS, GROUND FAILURES AND STRUCTURAL RESPONSE
  52. ↑ Large quake off the coast of Christchurch. info.geonet.org.nz. Процитовано 18 лютого 2016.
  53. ↑ Méndez, Rafael (13 травня 2011). Los terremotos paradójicos | España | EL PAÍS. El País. Процитовано 14 січня 2022.
  54. ↑ Elnashai та ін., 2006

Бібліографія ред.

Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Пікове_наземне_прискорення&oldid=40507875