Пиковое ускорение грунта (PGA, Peak ground acceleration) — мера интенсивности землетрясения, соответствующая амплитуде наибольшего абсолютного ускорения на акселерограмме. PGA часто разделяют на горизонтальную и вертикальную составляющие. Горизонтальные PGA больше, чем в вертикальном направлении, но это не всегда так, особенно вблизи сильных землетрясений. Расчётное движение грунта при землетрясении (DBEGM)Nuclear Power Plants and Earthquakes , accessed 8 April 2011. часто определяется в терминах PGA. PGA измеряется с помощью акселерографов.

PGA является наиболее часто используемым типом ускорения грунта в инженерных приложениях. Он часто используется в сейсмостойком проектировании (включая сейсмические строительные нормы и правила) и обычно наносится на карты сейсмической опасности. При землетрясении повреждение зданий и инфраструктуры более тесно связано с движением грунта, мерой которого является PGA, а не с магнитудой самого землетрясения. Для умеренных землетрясений PGA является достаточно хорошим определителем ущерба; при сильных землетрясениях повреждения чаще коррелируют с максимальной скоростью грунта.

Геофизика Энергия землетрясения распространяется волнами от гипоцентра, вызывая движение грунта во всех направлениях, но обычно моделируется по горизонтали (в двух направлениях) и по вертикали. PGA регистрирует ускорение (скорость изменения скорости) этих движений, в то время как пиковая скорость грунта представляет собой наибольшую скорость (скорость движения), достигаемую землей, а пиковое перемещение представляет собой пройденное расстояние. Эти значения различаются при разных землетрясениях и в разных местах в пределах одного землетрясения в зависимости от ряда факторов. К ним относятся длина разлома, магнитуда, глубина землетрясения, расстояние от эпицентра, продолжительность (продолжительность цикла сотрясений) и геология земли (недра). Мелкофокусные землетрясения вызывают более сильное сотрясение (ускорение), чем промежуточные и глубокие землетрясения, поскольку энергия высвобождается ближе к поверхности.

PGA может быть выражено в долях g (стандартное ускорение из-за силы тяжести Земли, эквивалентное перегрузке ) либо в виде десятичной дроби, либо в процентах; в м/с 2 (1 g равно 9,81 м/с 2 ); или кратно Gal, где 1 Гал равен 0,01 м/с (1 g равно 981 Гал).

Тип грунта может значительно влиять на ускорение грунта, поэтому значения PGA могут демонстрировать крайнюю изменчивость на расстоянии в несколько километров, особенно при землетрясениях от умеренных до сильных. Различные результаты PGA от землетрясения могут быть отображены на карте сотрясений . Из-за сложных условий, влияющих на PGA, землетрясения одинаковой магнитуды могут давать несопоставимые результаты, при этом многие землетрясения средней магнитуды генерируют значительно большие значения PGA, чем землетрясения большей магнитуды.

Во время землетрясения ускорение грунта измеряется в трех направлениях: вертикальном (V или UD, для вверх-вниз) и двух перпендикулярных горизонтальных направлениях (H1 и H2), часто с севера на юг (NS) и с востока на запад (EW). Регистрируется пиковое ускорение в каждом из этих направлений, причем часто сообщается самое высокое индивидуальное значение. В качестве альтернативы можно отметить комбинированное значение для данной станции. Пиковое горизонтальное ускорение грунта (PHA или PHGA) можно получить, выбрав более высокую индивидуальную запись, взяв среднее значение двух значений или вычислив векторную сумму двух компонентов. Трехкомпонентное значение также может быть достигнуто за счет учета вертикальной составляющей.

В сейсморазведке часто используется эффективное пиковое ускорение (EPA, максимальное ускорение грунта, на которое реагирует здание), которое обычно составляет ⅔ – ¾ PGA.  .

Повреждение зданий связано как с пиковой скоростью грунта (PGV), так и с продолжительностью землетрясения: чем дольше сохраняется сотрясение высокого уровня, тем выше вероятность повреждения.

Сравнение инструментальной и ощущаемой интенсивности Пиковое ускорение грунта обеспечивает измерение инструментальной интенсивности, то есть сотрясения грунта, регистрируемого сейсмическими приборами . Другие шкалы интенсивности измеряют интенсивность ощущений, основываясь на сообщениях очевидцев, ощущениях сотрясения и наблюдаемых повреждениях. Между этими шкалами существует корреляция, но не всегда абсолютное совпадение, поскольку на опыт и ущерб могут влиять многие другие факторы, в том числе качество сейсморазведки.

Вообще говоря,

0,001 г (0,01 м/с ) – воспринимаемый людьми 0,02  г (0,2  м/с ) – люди теряют равновесие 0,50  г (5  м/с ) – очень высокая; хорошо спроектированные здания могут выжить, если продолжительность невелика.

Корреляция со шкалой Меркалли Геологическая служба США разработала инструментальную шкалу интенсивности, которая отображает пиковое ускорение грунта и пиковую скорость грунта по шкале интенсивности, аналогичной войлочной шкале Меркалли . Эти значения используются сейсмологами всего мира для создания карт сотрясений. Инструментальный</br> Интенсивность Ускорениев долях от g=9.81 m/c2 Скорость</br> (см/с) Воспринимаемое дрожание Потенциальный ущерб I < 0,000464 < 0,0215 Не чувствуется Никто II–III 0,000464 – 0,00297 0,135 – 1,41 Слабый Никто IV 0,00297 – 0,0276 1,41 – 4,65 Свет Никто В 0,0276 – 0,115 4,65 – 9,64 Умеренный Очень легкий VI 0,115 – 0,215 9,64 – 20 Сильный Свет VII 0,215 – 0,401 20 – 41,4 Очень сильный Умеренный VIII 0,401 – 0,747 41,4 – 85,8 Тяжелый От умеренного до тяжелого IX 0,747 – 1,39 85,8 – 178 Жестокий Тяжелый Х+ > 1,39 > 178 Экстрим Очень тяжелый

Известные землетрясения PGA single direction (max recorded)PGA vector sum (H1, H2, V) (max recorded)MagDepthFatalitiesEarthquake3.23 g 7.815 km22016 Kaikoura earthquake2.7 g 2.99 g9.130 km19,759 Page 31 of the PDF file.2011 Tōhoku earthquake and tsunami4.36 g 6.9/7.28 km122008 Iwate–Miyagi Nairiku earthquake1.92 g 7.78 km2,4151999 Jiji earthquake1.82 g 6.718 km 571994 Northridge earthquake1.81 g9.533 km1,000–60001960 Valdivia earthquake1.61 g7.640.2 km22012 Costa Rica earthquake1.51 g 6.25 km185February 2011 Christchurch earthquake1.47 g 7.142 km4April 2011 Miyagi earthquake1.46 g 6.417.9 km22022 Ferndale earthquake1.26 g 7.110 km02010 Canterbury earthquake1.25 g7.363.1 km42022 Fukushima earthquake1.25 g6.68.4 km58–651971 Sylmar earthquake1.04 g 6.610 km112007 Chūetsu offshore earthquake1.0 g6.08 km0December 2011 Christchurch earthquake0.98 g 7.021 km1192020 Aegean Sea earthquake0.92 g7.616.2 km22022 Michoacán earthquake0.91 g6.916 km5,502–6,434Great Hanshin earthquake0.8 g 7.212 km2222013 Bohol earthquake0.78 g 6.06 km1June 2011 Christchurch earthquake0.75 g 8.128.9 km02021 Kermadec Islands earthquakes0.68 g6.718.4 km932022 Luding earthquake0.65 g6.919 km631989 Loma Prieta earthquake0.65 g 8.823 km525 2010 Chile earthquake0.6 g 6.010 km1431999 Athens earthquake0.58 g6.410 km22021 Hormozgan earthquake0.51 g6.910 km12022 Taitung earthquake0.51 g 6.416 km6122005 Zarand earthquake0.5 g 7.013 km100,000–316,000 U.S. Geological Survey, Earthquakes with 50,000 or More Deaths2010 Haiti earthquake0.47 g7.210 km2,2482021 Haiti earthquake0.438 g 7.744 km281978 Miyagi earthquake (Sendai)0.41 g6.511 km22015 Lefkada earthquake0.4 g 5.78 km02016 Christchurch earthquake0.37 g 5.11 km92011 Lorca earthquake0.34 g6.415 km5,7782006 Yogyakarta earthquake0.18 g 9.225 km1311964 Alaska earthquake

Примечания

Литература

Категория:Ускорение Категория:Сейсмостойкое строительство Категория:Сейсмология Категория:Механика грунтов Категория:Википедия:Страницы с непроверенными переводами