Wyznaczanie względnych współczynników amplifikacji dla wartości szczytowych przyspieszenia i prędkości drgań gruntu w oparciu o relację tłumienia w rejonie uskoku Kłodnickiego

• Autorzy: Lurka Adam , Gierlotka Michał , Siata Robert

Warianty tytułu

Determination of site amplification factors of seismic peak ground acceleration and velocity basing on attenuation realations in the Klodnicki fault zone

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Strefa uskoku Kłodnickiego jest jednym z głównych rejonów wysokiej aktywności sejsmicznej obszaru Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Generowane eksploatacją wstrząsy z kopalń, których obszar górniczy znajduje się w tej strefie, stanowią nie tylko zagrożenie dla podziemnych wyrobisk górniczych w kopalniach, ale są także przyczyną uszkodzeń infrastruktury powierzchniowej i uciążliwości dla mieszkańców. W rejonie uskoku Kłodnickiego od 2006 roku prowadzona jest przez jedną z kopalń węgla ciągła rejestracja drgań gruntu pochodzących od wstrząsów indukowanych działalnością górniczą przy pomocy 6 trójskładowych stanowisk sejsmometrycznych typu AMAX. W oparciu o zbiór danych sejsmometrycznych otrzymanych z rejestracji wysokoenergetycznych wstrząsów z lat 2006-2017 podjęto próbę wyznaczenia parametrów relacji tłumienia drgań sejsmicznych wraz z uwzględnieniem amplifikacji tych drgań przez przypowierzchniowe warstwy geologiczne. Amplifikacja to efekt zwiększania wartości amplitud drgań sejsmicznych rejestrowanych na powierzchni terenu, zależny od parametrów warstw przypowierzchniowych, takich jak gęstość, miąższość oraz prędkość propagacji rozpatrywanych fal sejsmicznych. Estymację współczynników amplifikacji drgań wykonano metodą regresji wielokrotnej w oparciu o model relacji tłumienia Joynera- Boore’a. Obliczenia regresyjne wykonano dla sześciu zestawów względnych współczynników amplifikacji, za każdym razem przyjmując jedno stanowisko bazowe, na którym współczynnik amplifikacji wynosił 1. Wybrano ten zestaw współczynników amplifikacji drgań, dla którego test statystyczny dawał wartości p statystyki mniejsze od 0,001 dla wszystkich współczynników regresyjnych badanego modelu tłumienia drgań.

EN

The Kłodnicki Fault Zone is one of the main areas of high seismic activity in the Upper Silesian Coal Basin. The induced mining tremors from coal mines whose mining area is located in this zone are not only a threat to underground mine workings, but are also the cause of damage to surface infrastructure and nuisance to residents. In the area of Kłodnicki fault, since 2006, one of the coal mines has been continuously monitoring ground vibrations from seismic events induced by mining activity using 6 three-component AMAX seismic stations. Based on the seismic data obtained from recordings of high- -energy tremors in the years between 2006 and 2017, an attempt was made to estimate the parameters of seismic attenuation relations, including the site amplification factors related to near-surface geological layers. Site amplification is the effect of increasing the amplitude of seismic vibrations recorded on the surface that is dependent on the parameters of the subsurface layers such as density, thickness and seismic velocity. The estimation of the site amplification factors was made by multiple regression analysis based on the Joyner-Boore attenuation model. The presented research was performed on various groups of attenuation relations and relative amplification factors assuming one of amplification factors of surface seismic stations was equal 1. Finally, the estimated site amplification factors were selected for which calculated p-values of statistical test were less than 0.001 for all coefficients of the analyzed attenuation relation.

Słowa kluczowe

PL

wstrząs górniczy; sejsmiczność indukowana; energia sejsmiczna wstrząsu; relacja tłumienia; współczynnik amplifikacji drgań

EN

seismic event; induced seismicity; seismic energy; attenuation relation; site amplification factor

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 75, nr 3
• Strony: 1--8
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Lurka Adam

• GIG, Główny Instytut Górnictwa, Katowice

autor

Gierlotka Michał

• PGG SA, Polska Grupa Górnicza S.A., Katowice

autor

Siata Robert

• GIG, Główny Instytut Górnictwa, Katowice

Bibliografia

• [1] AMBRASEYS N.N. i in. 2005 - Equations for the estimation of strong ground motion from shallow crustal earthquakes usng data from Europe and the Middle East: Vertical peak ground acceleration and spectral acceleration. “Bulletin of Earthquake Engineering”, Vol. 3, No 1, 55-73.
• [2] AMBRASEYS N.N., DOUGLAS J. 2003 - Near-field horizontal and vertical earthquake ground motions. „Soil Dynamics and Earthquake Engineering”, 23(1), pp.1-18. ISSN 0267-7261.
• [3] AMPUŁA D. 2015 - Wartości resztowe w procesie regresji, z. 133, nr 1, 81-102.
• [4] BAŃKA P., KOŁODZIEJCZYK P., LIER E. 2016 - Wykorzystanie wyników pomiarów parametrów drgań gruntu do wyznaczenia wartości współczynnika amplifikacji drgań, „Przegląd Górniczy” nr 4, 71-79.
• [5] CAMPBELL K.W., BOZORGNIA Y. 2003 - Updated Near-Source Ground Motion (Attenuation) Relations for the Horizontal and Vertical Components od Peak Ground Acceleration and Acceleration Response Spectra. BSSA, Vol. 93, No 1, 314-331.
• [6] DOUGLAS J. 2003 - Earthquake ground motion estimation using strongmotion records: a review of equations for the estimation of peak ground acceleration and response spectra. Earth-Science Reviews 61,43–104.
• [7] DRAPER N. R., SMITH H. 1973 - Analiza regresji stosowana, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
• [8] DUBIŃSKI J., MUTKE G. 2001 - Ocena oddziaływania wstrząsów górniczych na powierzchnię, „Badania geofizyczne w kopalniach”. Praca zbiorowa pod red. J. Dubińskiego, Z. Pileckiego i W.M. Zuberka. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.
• [9] JOYNER W.B., BOORE D.M. 1981 - Peak horizontal acceleration and velocity from strong-motion records including records from the 1979 Imperial Valley, California, earthquake. „Bulletin of Seismological Society of America”, Vol. 71, No. 6, pp. 2011-2038.
• [10] LURKA A., LOGIEWA H. 2007 - Sejsmologiczny system obserwacji SOS jako nowe narzędzie do obserwacji i interpretacji danych sejsmicznych w górnictwie zagrożonym tąpaniami, Katowice, GIG, 283-296
• [11] MUTKE G i in. 2017 - Zasady stosowania Górniczej Skali Intensywności GSIS-2017 do prognozy i oceny skutków oddziaływania wstrząsów indukowanych eksploatacją na obiekty budowlane oraz klasyfikacji odporności dynamicznej, Prace GIG, Seria: Instrukcje, nr 23, Katowice.
• [12] MUTKE G. 1991 - Metoda prognozowania parametrów drgań podłoża generowanych wstrząsami górniczymi w obszarze GZW. Rozprawa doktorska, GIG.
• [13] OLSZEWSKA D., LASOCKI S. 2004 - Ground motion site characteristic. Acta Geophysica Polonica, vol 52, no 3, 301-318.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).