Кіріспе
Жер сілкінісі кезінде бір жердегі жердің ең жоғары үдеуі Жердің ең жоғары үдеуі (PGA) – белгілі бір жердегі жер сілкінісі кезінде тіркелген жердің ең жоғары үдеуіне тең. PGA – белгілі бір жер сілкінісі кезінде акселерограммада тіркелген ең үлкен абсолютті үдеудің амплитудасына тең. Жер сілкінісі әдетте үш бағытта болады. Сондықтан PGA көбінесе көлденең және тік компоненттерге бөлінеді. Көлденең PGA-лар көбінесе тік бағыттағыдан үлкен, бірақ бұл әрқашан дұрыс емес, әсіресе үлкен жер сілкіністеріне жақын. PGA – жер сілкінісі инженериясы үшін маңызды параметр (интенсивтілік шарасы ретінде де белгілі). Рихтер және момент шамасы шкалаларынан айырмашылығы, бұл жер сілкінісінің жалпы энергиясының (магнитудасының немесе мөлшерінің) өлшемі емес, белгілі бір географиялық нүктеде жердің қаншалықты үдеуге ие екенін көрсетеді. Меркалли интенсивтілік шкаласы жер сілкінісінің интенсивтілігін өлшеу үшін жеке есептер мен байқауларды пайдаланады, ал PGA акселерографтар сияқты аспаптармен өлшенеді. Бұл Меркалли шкаласындағы макросейсмикалық интенсивтілікпен байланысты болуы мүмкін, бірақ мұндай байланыстар үлкен белгісіздікпен байланысты. Пиктік көлденең үдеу (PHA) – инженерлік қолдануда ең көп қолданылатын жер үдеуінің түрі. Ол көбінесе жер сілкінісі инженериясында (сейсмикалық құрылыс нормаларын қоса алғанда) қолданылады және сейсмикалық қауіп карталарында жиі көрсетіледі. Жер сілкінісінде ғимараттар мен инфрақұрылымға келтірілген зақым, жер сілкінісінің магнитудасынан гөрі, жер қозғалысына, оның PGA өлшеміне тікелей байланысты. Орташа жер сілкінісі кезінде PGA зақымды анықтаудың жақсы көрсеткіші болып табылады, ал күшті жер сілкінісі кезінде зақым көбінесе жердің ең жоғары жылдамдығымен байланысты. Жердің ең жоғары үдеуі g-дың бөлшегінде (жердің тартылысына байланысты стандартты үдеу, g күшіне тең) ондық немесе проценттік түрде; м/с2 (1 g = 9,81 м/с2) көрсетіледі. Жер сілкінісінен туындаған өзгермелі PGA нәтижелерін сілкініс картасында көрсетуге болады. PGA-ға әсер ететін күрделі жағдайларға байланысты, ұқсас магнитудалы жер сілкіністері әртүрлі нәтижелер бере алады, көптеген орташа магнитудалы жер сілкіністері үлкен магнитудалы жер сілкіністерінен гөрі PGA мәндерін едәуір арттырады. Жер сілкінісі кезінде жер үдеуі үш бағытта өлшенеді: тік (V немесе UD, жоғарыдан төменге) және екі өзара перпендикуляр көлденең бағытта (H1 және H2), көбінесе солтүстік-оңтүстік (NS) және шығыс-батыс (EW). Осы бағыттардың әрқайсысындағы ең жоғары үдеу тіркеледі, көбінесе ең жоғары жеке мән хабарланады. Сонымен қатар, берілген станция үшін жиынтық мәнді де атап өтуге болады. Жоғарғы көлденең жер үдеуі (PHA немесе PHGA) жоғары жеке жазбаны таңдау, екі мәннің орташасын алу немесе екі компоненттің векторлық қосындысын есептеу арқылы анықталады. Үш компонентті мәнге де қол жеткізуге болады, вертикаль компонентін де ескере отырып. Сейсмикалық инженерияда тиімді ең жоғары үдеу (EPA, ғимараттың жауап беретін ең жоғары жер үдеуі) көбінесе қолданылады, ол PGA-ның 2/3 – 3/4 бөлігін құрайды.
Peak ground acceleration (PGA) is equal to the maximum ground acceleration that occurred during earthquake shaking at a location. PGA is equal to the amplitude of the largest absolute acceleration recorded on an accelerogram at a site during a particular earthquake. Earthquake shaking generally occurs in all three directions. Therefore, PGA is often split into the horizontal and vertical components. Horizontal PGAs are generally larger than those in the vertical direction but this is not always true, especially close to large earthquakes. PGA is an important parameter (also known as an intensity measure) for earthquake engineering, The design basis earthquake ground motion (DBEGM) is often defined in terms of PGA. Unlike the Richter and moment magnitude scales, it is not a measure of the total energy (magnitude, or size) of an earthquake, but rather of how much the earth shakes at a given geographic point. The Mercalli intensity scale uses personal reports and observations to measure earthquake intensity but PGA is measured by instruments, such as accelerographs. It can be correlated to macroseismic intensities on the Mercalli scale but these correlations are associated with large uncertainty. The peak horizontal acceleration (PHA) is the most commonly used type of ground acceleration in engineering applications. It is often used within earthquake engineering (including seismic building codes) and it is commonly plotted on seismic hazard maps. In an earthquake, damage to buildings and infrastructure is related more closely to ground motion, of which PGA is a measure, rather than the magnitude of the earthquake itself. For moderate earthquakes, PGA is a reasonably good determinant of damage; in severe earthquakes, damage is more often correlated with peak ground velocity. Peak ground acceleration can be expressed in fractions of g (the standard acceleration due to Earth's gravity, equivalent to g force) as either a decimal or percentage; in m/s2 (1 g = 9.81 m/s2); The varying PGA results from an earthquake can be displayed on a shake map. Due to the complex conditions affecting PGA, earthquakes of similar magnitude can offer disparate results, with many moderate magnitude earthquakes generating significantly larger PGA values than larger magnitude quakes. During an earthquake, ground acceleration is measured in three directions: vertically (V or UD, for up down) and two perpendicular horizontal directions (H1 and H2), often north–south (NS) and east–west (EW). The peak acceleration in each of these directions is recorded, with the highest individual value often reported. Alternatively, a combined value for a given station can be noted. The peak horizontal ground acceleration (PHA or PHGA) can be reached by selecting the higher individual recording, taking the mean of the two values, or calculating a vector sum of the two components. A three component value can also be reached, by taking the vertical component into consideration also. In seismic engineering, the effective peak acceleration (EPA, the maximum ground acceleration to which a building responds) is often used, which tends to be ⅔ – ¾ the PGA.
Сейсмикалық қауіп және инженерлік
Географиялық аймақтарды зерттеу және тарихи жер сілкіністерін бағалау геологтарға сейсмикалық тәуекелді анықтауға және сейсмикалық қауіп карталарын жасауға мүмкіндік береді. Бұл карталар аймақта жер сілкінісі кезінде күтілетін ең жоғары жер қозғалысы үдеуін (ПГА) және оның асып кету ықтималдығын (ПЕ) көрсетеді. Сейсмикалық инженерлер мен мемлекеттік жоспарлау органдары осы мәндерді әрбір аймақтағы ғимараттарға тиісті жер сілкінісі жүктемесін анықтау үшін пайдаланады. Ауруханалар, көпірлер, электр станциялары сияқты маңызды құрылымдар ең жоғары күтілетін жер сілкінісінен (MCE) зақымсыз қалуы тиіс. Ғимараттарға келтірілетін зақым жер астындағы ең жоғары жылдамдыққа (PGV) және жер сілкінісінің ұзақтығына байланысты – дірілдің ұзаққа солуы зақымдану ықтималдығын арттырады.