книги из ГПНТБ / Карапетян Н.К. Спектры сейсмических колебаний на территории Армении

«МО1 V.CM'

колебаний почвы на Маисяновском полигоне при трех взрывах. Данные об этих взрывах приведены в табл. 1.8. Для всех рас­ смотренных записей построены энергетические спектры. На рис11.13, в качестве примера, дан энергетический спектр, полученный по вертикальной составляющей записи колебаний почвы в пункте 5 при короткозамедленном взрыве I I I .

Максимальные значения спектральной плотности энер­ гии, соответствующие им величины периодов и значения J приведены в табл. П.6. Из данных этой таблицы следует, что при производстве короткозамедленного взрыва происходит уменьшение сейсмического эффекта. В этом можно убедиться

расположенном на таком же расстоянии от середины линии шпуров, что и пункт 3 при мгновенном взрыве, величина J0max

193

13—32

Таблица JI.6

Значения спектральной плотности энергии колебаний при короткоза.медлеипых взрывах в туфах

Поскольку в нашем случае не было возможности для одновременного нахождения величин п и а, определение зату­ хания энергии производилось следующими двумя способами, Предположим, имеются два пункта наблюдения, находя­ щиеся на гипоцентральном расстоянии Г\ и г2 в одном и том же направлении от источника колебаний (взрыва или земле­ трясения). Тогда выражение для определения плотности пото­

ка энергии в этих пунктах можно представить в виде:

где пЭ ф—коэффициент, характеризующий затухание плотности потока энергии, не только за счет увеличения фронта сейсмической волны, но и поглощения в среде.

Следовательно,

( I I . 15)

При постоянстве скорости распространения сейсмической волны и плотности пород на исследуемой территории отно­ шение величин плотностей потока энергии в пунктах наблю­ дений можно заменить отношением величин J, пропорцио­ нальных плотности потока энергии. Тогда значение пЭф мож­ но будет определять из выражения

195

При втором способе определения затухания энергии плотность потока энергии Ег иа гппоцентральном расстоянии г представлена в виде:

образом:

Учитывая, что отношение плотностей потока энергии в пунктах наблюдений равно отношению величин J в этих пунктах, получим следующее выражение для определения значения к:

отдельным составляющим, а где было возможно, вычислялось

пЭф и к имеют разные значения для различных составляющих

зонтальным составляющим. При очень близких расстояниях наблюдаются аномально большие затухания.

§ II . 3 . Э Н Е Р Г И Я С Е Й С М И Ч Е С К И Х В О Л Н П Р И З Е М Л Я Т Р Я С Е Н И Я Х

Для определения плотности потока энергии землетрясе­ ний использованы амплитудные спектры, полученные нами при спектральном анализе сейсмических волн.

196

Таблица П.7

Затухание плотности потока энергии сейсмовзрывиых колебаний

Для всех 35 землетрясений построены энергетические спектры продольных и поперечных волн. Сравним энергети­ ческие спектры прямых продольных волн, полученные по сейсмограммам станции «Ереван» при землетрясениях 2, 5, 22 и 25 (рис. 1.47), эпицентры которых расположены в различ­ ных направлениях от станции «Ереван». На рис. 11.14 даны энергетические спектры волны Р при землетрясении 2, эпп-

198

S,|!<'

199

которого расположен примерно в 50 км восточнее г. Еревана, недалеко от озСеван, на рис. 11.16 приведены энергетические

эпицентральных зон отличаются как по характеру спектраль­

волн Р при землетрясениях 2 и 22 следует, что при одинако­ вых эпицентральных расстояниях с переходом от Ахалка­ лакской группы землетрясений к Турецкой, при одновремен­

по горизонтальным составляющим в 1,2 раза и по вертикаль­ ной составляющей—в 1,6 раза. При этом характер спектраль­ ных кривых также изменяется.

Уменьшение периодов, соответствующих максимальным значениям спектральной плотности, имеет место также при переходе от Ахалкалакской группы землетрясений к Иран­ ской. Согласно энергетическим спектрам при землетрясе­ ниях 2 и 25, это уменьшение по составляющей С—Ю проис­ ходит в 1,6 раза, по составляющей 3—В—в 1,9 раза, а по вер­ тикальной составляющей—в 1,3 раза. Максимальные значения спектральной плотности энергии при этом мало изменяются.

Представляет интерес сравнение энергетических спект­ ров прямых и диффрагированных волн, полученных по сейсмо­ граммам определенной станции при землетрясениях, проис­ шедших в одной и той же эпицентральной зоне. Сравним энергетические спектры, полученные по сейсмограммам стан­ ции «Кировабад» для прямой продольной волны при землетря­ сении 2 (рис. 11.18), диффрагированной на границе «гранит»— «базальт» продольной волны при землетрясении 15 (рис. 11.19) и диффрагированной на границе «базальт»—подкоровое ве­ щество продольной волны при землетрясении 3 (рис. П-20). Очаги землетрясений 2, 3 и 15 расположены в Ахалкалакском нагорье (рис. 1.47) в первом слое, но на различной глубине: очаг землетрясения 2 поверхностный, глубина очага земле­ трясения 15 равна 14 км, а землетрясения 3—35 км. Из срав­ нения этих спектров следует, что наименьшее затухание

200

Рис. 11.19. Энергетические спектры продольной волны Р*, записанной на станции «Кировабад» при землетрясении 17. V 1958 г.

спектральной плотности энергии с увеличением периода ко­ лебаний до 5 сек наблюдается для прямой продольной волны,

201

ысиалнюцыи С-Ю

максимальное значение спектральной плотности энергии по всем составляющим имеет наименьшее значение для волн Р*.

Представляет также интерес сравнение энергетических спектров определенной волны, полученных по сейсмограммам станции «Ереван» и «Кировабад» при одном и том же земле­ трясении. Сравнение энергетических спектров прямых про­ дольных волн, полученных по сейсмограммам станций «Ере­ ван» и «Кировабад» при землетрясении 2 (соответственно, рис. 11.14 и 11.18), показывает, что с увеличением эпицентрального расстояния в 1,5 раза максимальное значение спектраль­ ной плотности энергии по составляющей С—Ю уменьшает­ ся в 5 раз, а по составляющей 3—В и вертикальной состав­ ляющей изменяется незначительно. Энергетические спектры, полученные по сейсмограмме станции «Ереван», имеют более

имеют схожий характер. При этом максимальное значение спектральной плотности энергии имеет наибольшее значение

202