
книги из ГПНТБ / Карапетян Н.К. Спектры сейсмических колебаний на территории Армении
.pdf0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Тсек
Рис. 1.86. Амплитудные спектры поверхностной волны, записанной на стан ции «Ереван» при землетрясении 19. V I I 1954 г.
вертикальной |
составляющей, причем это возрастание Т п , а х как |
|
при землетрясении 3, так и при землетрясении |
6 происходит |
|
интенсивнее, |
чем увеличение эпицентрального |
расстояния. |
Следует отметить, что при обоих землетрясениях (3 и 6) наряду с увеличением эпицентрального расстояния изменя ются также геологические условия пути распространения волн. Этим, возможно, и объясняются некоторые различия в ампли-
143
Т У Д И Ы Х спектрах поверхностных волн, полученных |
при одном |
||||
н том же землетрясении по сейсмограммам станций |
«Ере'ваи» |
||||
и «Кировабад». |
|
|
|
|
|
Сравнение амплитудных |
спектров |
поверхностных |
волн, |
||
полученных |
по сейсмограммам |
станции |
«Ереван» при земле |
||
трясениях 2 |
(рис. 1.86) и 6 (рис. 1.83), |
очаги которых |
распо |
ложены на одинаковом расстоянии от станции «Ереван», но на различных глубинах, показывает, что с увеличением глу бины залегания очага от 0 (землетрясение 2) до 34 км (земле трясение 6) максимальное значение спектральной плотности амплитуды и величина преобладающего периода по горизон тальным составляющим значительно уменьшается. Так, при землетрясении 2 по составляющей С—Ю Ф,П ,1 Х =0,00539 см.сек, Т,„ах=8,0 сек, по составляющий 3—В Ф„1 а х = =0,01990 см. сек,
Т,„а х —8,6 сек, а при землетрясении 6 по |
составляющей |
|
С—10 Ф,„а х —0,00271 см.. сек, |
Т т . , х =6,6 сек, |
по составляю |
щей 3—В ФП 1 1 1 Х ==0,00195 см. |
сек, Т„,.1Х-=5,6 сек. |
Согласно амплитудным спектрам поверхностных' воли, полученных по сейсмограммам станции «Кировабад» при землетрясениях 2 (рис.1.87) и 6 (рис.1.85), с увеличением глу бины залегания очага от 0 до 34 км максимальное значение спектральной плотности амплитуды уменьшается незначитель но. Величина преобладающего периода уменьшается на 10— 20%.
При сравнении |
амплитудных |
спектров |
поверхностных |
|||
волн, |
полученных |
по сейсмограммам станций |
«Ереван» |
|||
(рис. |
1.86) и «Кировабад» (рис. 1.87) при землетрясении 2, |
|||||
можно отметить, что с увеличением |
эпицентрального расстоя |
|||||
ния в 1,5 раза |
(с 135 до 203 км.) наибольшее |
увеличение (бо |
||||
лее чем в 3 раза) преобладающего |
периода |
наблюдается по |
||||
вертикальной |
составляющей; по горизонтальным |
составляю |
||||
щим |
величина |
Т П 1 а х |
возрастает |
незначительно. |
При этом |
максимальное значение спектральной плотности амплитуды уменьшается по составляющей С—Ю в 4,7 раза, по составляющей 3—В—в 18,5 раза, а по вертикальной
составляющей—в |
2,5 |
раза. Сравнивая эти |
соотношения |
|||
для |
землетрясения |
2, |
имеющего |
глубину залегания оча |
||
га, |
равную 0 км, |
с |
аналогичными |
данными, |
полученны |
|
ми при землетрясениях |
3 и 6, глубина залегания очагов ко |
торых райна 34—35 км, можно отметить, что при поверхност ном залегании очага с увеличением эпицентрального рас стояния наблюдается меньшее затухание величины Фт а х по верхностной волны по вертикальной составляющей и большее затухание Ф т а х по горизонтальным составляющим, чем для землетрясений с глубиной залегания очага 34—35 км.
144
Ф J!
чм. сек | i состабляющая С-Ю
0.005'-
Ф |
ахгтбляюшая 3 S |
|
мм. сек |
||
|
||
0.0075 |
|
|
Q0050 |
|
|
Q00 25 |
|
Ф
мм. сек i Q0100
0 |
8 |
9 Тсек |
Рис. 1.87. Амплитудные спектры поверхностной волны, записанной на стан ции «Кировабад» при землетрясении 19. V I I 1954 г.
С возрастанием силы землетрясения на амплитудном спектре поверхностной волны увеличивается число пиков, а также интенсивность отдельных пиков. Это особенно четко прослеживается на амплитудных спектрах поверхностной волны, полученных по сейсмограммам станции «Кировабад»
145
Ю—32
0 |
. |
1 |
2 |
j |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Тсек |
Рис. 1.88. Амплитудные спектры поверхностной волны, записанной на стан ции «Кировабад» при землетрясении 30. V 1958 г.
при землетрясениях 16 (рис. 1.88) и 30 (рис. 1.89), имевших наибольшую силу (соответственно, М = 4 ' / 2 и М ^ 5 ) из числа всех анализированных землетрясений этой группы.
146
соапаб/иношая С-Ю
Тсек
Рис. 1.89. Амплитудные спектры поверхностной волны, записанной на стан ции «Кировабад» при землетрясении 8. X I I 1959 г.
Сравнение амплитудных спектров поверхностных волн, полученных по сейсмограммам станций «Ереван» и «Кирова бад» для землетрясения 17, эпицентр которого расположен
147
на юго-восточных отрогах Б о л ь ш о г о К а в к а з а , ' показы вает, что несмотря на одинаковые эпнцёнтральиые расстояния максимальные значения спектральной плотности амплитуды, вычисленные по сейсмограмме станции «Ереван», по состав ляющей С—Ю в 2,3 раза, по составляющей 3—В в 1,3 раза и по вертикальной составляющей в 6,2 раза больше, чем значе
ния Ф т а х , |
полученные по сейсмограмме |
станции |
«Кировабад». |
|||||||
Характер |
кривых |
амплитудных спектров и преобладающие |
||||||||
периоды также неодинаковые. Неодинаковость |
амплитудных |
|||||||||
спектров |
поверхностных |
волн еще больше подчеркнута при |
||||||||
втором землетрясении |
этой группы, |
эпицентр |
которого на |
|||||||
рис. 1.47 отмечен цифрой 26. |
|
|
|
|
||||||
Амплитудные спектры поверхностных волн по сейсмограм |
||||||||||
мам |
станции |
«Ереван» |
получены |
для всех |
землетрясении |
|||||
С е в а н с к о й |
г р у п п ы , |
(1, 4, 5 и 7), а по |
сейсмограмме |
|||||||
станции «Кировабад»—только для землетрясения 1. |
||||||||||
При |
сравнении |
амплитудных |
спектров |
поверхностных |
||||||
волн, |
полученных |
по |
сейсмограммам |
станций |
«Ереван» |
|||||
(рис. |
1.90) п «Кировабад» (рис. 1.91) при землетрясении 1. |
|||||||||
можно отметить, что с увеличением |
эпицентрального |
расстоя |
||||||||
ния в пять раз (с 30 до 150 км) |
максимальное |
значение |
спектральной плотности амплитуды уменьшается по состав ляющей С—Ю .в 4 раза, по составляющей 3—В в 2,7 раза и по вертикальной составляющей—в 5 раз. При этом значения
Ф П 1 а х , полученные |
по горизонтальным составляющим |
записи |
||
колебаний почвы |
на станции «Ереван», примерно |
равны |
||
(фс - ю^0000591 С М ш с е к ; |
ф з - в = 0,000623 см. сек) и почти в |
|||
два раза меньше, |
чем ФП 1 1 1 Х по вертикальной |
составляющей |
||
( Ф ^ = 0 , 0 0 1 1 6 7 см. сек), |
а значения Ф„, А Х , |
полученные по |
сейсмограмме станции „Кировабад", мало отличаются ( Ф | ; ~ Х Ю =
= 0,000177 см. |
сек; Ф?,-? = 0,000231 см. сек |
и Ф"С Р;!' = 0,000237 |
||||||
|
|
Шил |
' |
|
|
Шал |
' |
|
см. сек). Величина преобладающего |
периода с |
увеличением |
||||||
эпицентрального расстояния |
значительно |
(в 2,2—2,8 |
раза) |
|||||
увеличивается. Так, при эпицентральном |
расстоянии |
30 км |
||||||
(ст. „Ереван") |
^ « = 3 , 6 |
сек; |
Т З - ^ 2 , 9 сек и |
Т%%=-2$сек, |
||||
а при эпицентральном |
расстоянии 150 км (ст. „Кировабад") |
|||||||
Т С - ю = = 8 7 с е к |
T 3 - B = 8,4 сек и Тв «?'=6,1 сек. При этом ха- |
|||||||
max |
Tri(i\ |
* |
|
ша.\ |
1 |
* |
|
|
рактер спектральных |
кривых с увеличением эпицентрально |
|||||||
го расстояния |
изменяется. В амплитудных |
спектрах поверх |
||||||
ностных волн |
наибольшая |
интенсивность |
при эпицентраль |
ном расстоянии 30 км (рис. |
1. 90) соответствует, в основном, |
||
периодам до 4,0—5,0 сек, а при Д=150 км |
(рис. I . 9 1 ) - п е |
||
риодам, начиная с 4,0 сек |
и более. |
|
|
Амплитудные |
спектры |
поверхностных |
волн, полученные |
по сейсмограммам |
станции |
«Ереван» при землетрясениях 4 и |
|
us |
|
|
|
Рис. 1.90. Амплитудные спектры поверхностной волны, записанной на стан ции «Ереван» при землетрясении 23. V 1954 г.
• |
I |
мм. сек |
оставляющая С-Ю |
ОООЩ
0,0005
Ф |
составляющая 3-В |
|
мм. сек |
||
|
ОАО 20
Q0015I
ОООЮ:
0.005
Ф I
•мм. сек* бертих.ахтобляющая
00020'
Рис. 1.91. Амплитудные спектры поверхностной волны, записанной на стан ции «Кировабад» при землетрясении 23. V 1954 г.
5. аналогичны амплитудным спектрам волн L станции «Ере ван» при землетрясении 1. Некоторые различия в характере спектральных кривых, по-видимому могут быть объяснены небольшим увеличением эпицентрального расстояния (в 1,5 ра-
150
за), |
а также тем, что |
очаги |
землетрясений 4 и 5 |
являются |
|||||
поверхностными (1т=0л.и(), а глубина |
залегания |
очага земле |
|||||||
трясения |
1 равна |
24 |
км. |
|
|
|
|
|
|
|
Максимальные значения спектральной плотности ампли |
||||||||
туды при землетрясении 4 по всем составляющим |
примерно |
||||||||
равны. То же самое |
отмечается |
и при землетрясении |
5. Так, |
||||||
при |
землетрясении |
4 фс - ю = 0,00332 |
см. сек; |
ф З - |
8 |
= 0,00381 |
|||
см. |
сек |
и Ф ^ =0,003 48 см. сек, а |
при землетрясении 5 |
||||||
фС-.ю = 0.00153Х сл. сек;Ф*-? = 0,(Х)Шсм. сек и ф»рт |
|
=0,00132 |
см. сек. Таким образом, максимальные значения спектраль ной плотности амплитуды поверхностных волн для земле трясения 4 по отдельным составляющим в 2,2—2,6 раза больше, чем для землетрясения 5. Это вызвано большей интенсивностью землетрясения 4.
Величины преобладающих периодов по отдельным состав ляющим при землетрясениях 4 и 5 имеют одинаковые значе ния, а именно Т { ^ ю = 3 , 8 сек; Т^~ в = 4,4 сек и TBnc,PJ.= 3,4 сек что, по-видимому, можно объяснить одинаковым эпицентральным расстоянием и равной глубиной залегания очагов этих землетрясений.
Сравнивая значения Ф т а х при землетрясениях |
4 и 1, |
можно отметить, что с увеличением глубины залегания |
очага |
от 0 до 24 км максимальное значение спектральной плотности амплитуды уменьшается по составляющей С—Ю в 4,8 раза,
по составляющей 3—В—в 6,1 раза и по вертикальной |
состав |
|
ляющей—в 3 раза. При таком же увеличении глубины |
залега |
|
ния очага согласно амплитудным спектрам |
поверхностных |
|
волн при землетрясениях 5 и 1 величина Ф ш а х |
уменьшается по |
горизонтальным составляющим в 2,3 раза, а по вертикальной
составляющей—всего в 1,2 раза. Увеличение |
величин Ф П 1 а х |
при землетрясениях 4 и 5 по сравнению с Ф т а х |
при землетря |
сении 1 обусловлено поверхностным залеганием очагов земле трясений 4 и 5.
Для И р а н с к о й г р у п п ы з е м л е т р я с е н и и ампли тудные спектры поверхностных волн получены в трех случаях: при залегании очага землетрясения в первом слое, в промежу точном слое и в подкоровом веществе.
Амплитудные спектры поверхностных волн в случае зале гания очага в первом слое получены для землетрясений 10, 11. 12, 14. 23, 24, 25, 27, 28 и 29. При этом глубина залега ния очага землетрясения 28 равна нулю. Очаги землетрясений 10. 11, 12. 25 и 27 залегают на глубине 15—25 км, а очаги ос тальных землетрясений этой подгруппы залегают на глубине 30—36 км.
151
Сравнение амплитудных спектров поверхностных волн, полученных по сейсмограммам станций «Ереван» и «Кирова бад» при землетрясении 28, показывает, что с увеличением эпицентрального расстояния в 1,2 раза максимальное значение спектральной плотности амплитуды по составляющей С—Ю уменьшается в 5,3 раза, а по составляющей 3—В—в 3.1 раза. Величина преобладающего периода с увеличением эпнцен-
о
мм. сек |
иктаймюиюя С-Ю |
|
,пол
ММ
ОМ
Ф
мм. сек
Рис. 1.92. Амплитудные спектры поверхностной волны, записанной на стан ции «Ереван» при землетрясении 18. IV 1959 г.
152