Models of strong ground motions for probabilistic detailed seismic zoning of the territory of North Ossetia-Alania. Part I

В РСОАлания проводятся исследования по созданию новой вероятностной карты ДСР данной территории. Составная часть этих исследований разработка эффективных моделей сильных движений грунта (СДГ) при потенциально опасных землетрясениях региона. В первой части посвященной данным исследованиям статьи рассмотрены модели единичных характеристик СДГ пиковых ускорений грунта (PGA), периодов ускорений с максимальной амплитудой (Ta), длительностей основной фазы колебаний (), а также макросейсмической интенсивности (балльности) сотрясений (I). Модели представлены в виде статистически заданных функций распределения вероятностей случайных величин (значений параметров колебаний и силы сотрясений грунта) при различных магнитудах землетрясений (М) и расстояниях до очага (D). Модели строились в два этапа. Сначала определены среднестатистические функции изменения с расстоянием PGA(М,D), Ta(М,D), (М,D) и I(М,D). Затем, путем введения в эти зависимости корректирующих поправок они приближены к условиям исследуемой территории РСОАлания. Среднестатистические зависимости строились на основе анализа большого объема исходных данных по инструментальной регистрации и макросейсмическим описаниям сильных землетрясений. Использованы данные двух видов. Первый подборки из 35ти и 24х известных и апробированных эмпирических зависимостей PGA(M,D) и I(M,D), построенных разными авторами для различных сейсмоактивных районов мира. Второй непосредственные измерения по более, чем 2500 акселерограммам ощутимых и сильных землетрясений мира, имеющих одновременную оценку силы сотрясений в точке регистрации. Использованы также макросейсмические описания нескольких десятков сильных землетрясений на территории РФ и других стран. Корректирующие поправки определены на основе анализа общих сейсмотектонических условий территории, особенностей среды распространения сейсмических возмущений, механизмов очагов и других характеристик исследуемого района, влияющих на моделируемые параметры СДГ. Для проверки надежности и реалистичности разработанных моделей, проведено перекрестное (между собой) сопоставление получаемые на их основе оценок PGA, Ta, и I. Проведено также сопоставление полученных моделей с разработками других авторов, для других районов. Во всех случаях наблюдается высокий уровень согласованности и непротиворечивости, полученных в настоящем исследовании результатов. В целом разработанные модели отвечают основным требованиям международной и отечественной инженерносейсмологической практики, способствуют повышению точности и надежности вероятностных оценок сейсмической опасности на региональном уровне и могут быть использованы в целях ДСР территории РСОАлания при производстве как вероятностных, так и детерминистских (сценарийных) оценок. In RNOAlania studies to establish a new probabilistic maps of the Detailed Seismic Zoning (DSZ) are being conducted. An integral part of these studies is the development of effective models of Strong Ground Motion (SGM) in potentially dangerous earthquakes in the region. In the first part of the article devoted to these studies, the models of single characteristics SGM Peak Ground Accelerations (PGA), periods of accelerations with maximum amplitude (Ta), durations of the main phase of oscillations (), as well as macroseismic intensity (score) of shaking (I) are considered. The models are presented in the form of statistically given functions of probabilities distribution of random variables (values of fluctuations parameters and force of ground shaking) at various magnitudes of earthquakes (M) and distances to the center (D). Models were built in two stages. First, the average change functions with the distance PGA(М,D), Ta(М,D), (М,D) and I(М,D) are determined. Then, by introducing corrective amendments into these dependences, they were brought to close the conditions of the investigated territory of the RNOAlania. Average dependences were based on the analysis of a large amount of initial data on instrumental registration and macroseismic descriptions of strong earthquakes. Two types of data were used. The first is a collection of 35 and 24 known and tested empirical dependences of PGA(M,D) and I(M,D), built by different authors for different seismic regions of the world. The second is direct measurements of more than 2,500 accelerograms of the worlds palpable and strong earthquakes, which have a simultaneous assessment of the shaking strength at the point of registration. Also used the macroseismic descriptions of several tens of strong earthquakes in the territory of the Russian Federation and other countries. Corrective amendments are determined on the basis of the analysis of general seismotectonic conditions of the territory, features of the medium of seismic disturbances, mechanisms of foci and other characteristics of the study area affecting the simulated parameters of SGM. To verify the reliability and realism of the developed models, a crosscomparison (among themselves) obtained on the basis of their estimates of PGA, Ta, and I. The comparison of the obtained models with the developments of other authors for other areas is also carried out. In all cases, there is a high level of consistency and connectivity in the results obtained in this study. In general, the developed models are in agreement with the basic requirements of international and domestic engineeringseismological practice, contribute to the accuracy and reliability of probabilistic seismic hazard assessments at the regional level and can be used for the purposes of DSZ of the territory of the Russian Federation in the production of both probabilistic and deterministic (scenario) assessments.