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Auteur Liu, Pengcheng
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Affiner la rechercheEfficient modeling of Q for 3D numerical simulation of wave propagation / Liu, Pengcheng in Bulletin of the seismological society of America, Vol. 96 N° 4 Part A (Aôut 2006)
in Bulletin of the seismological society of America > Vol. 96 N° 4 Part A (Aôut 2006) . - 1352-1358 p.
Titre : Efficient modeling of Q for 3D numerical simulation of wave propagation Titre original : Modeler efficace de Q pour la simulation 3D numérique de la propagation de vague Type de document : texte imprimé Auteurs : Liu, Pengcheng, Auteur ; Archuleta, Ralph J., Auteur Article en page(s) : 1352-1358 p. Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Simulations numériques Propagation de vague Module viscoélastique Index. décimale : 551.2 Résumé : The effects of Q are currently incorporated into numerical time-domain simulations of wave propagation by using a set of discrete relaxation functions. The behavior of these relaxation functions is controlled by the selection of the weight coefficients and relaxation times. In this article we present an approach to determine these parameters efficiently and accurately. In our approach we first determine two sets of weight coefficients and one set of relaxation times to model the smallest and largest target Q. We then derive an empirical formula to interpolate the weight coefficients for modeling an arbitrary Q that can be a function of frequency. A single set of relaxation times is used for any Q. We have considered two cases: (1) the complex viscoelastic material modulus is computed by directly summing of relaxation functions; (2) the modulus is implicitly represented as the harmonic average of the viscoelastic modulus given by individual relaxation functions. For large Q (>50), both approaches can be applied to coarse-grained system presented by Day and Bradley (2001). However, for lower Q, the second case works better.
Les effets de Q sont actuellement incorporés aux simulations numériques de domaine de temps de la propagation de vague en employant un ensemble de fonctions discrètes de relaxation. Le comportement de ces fonctions de relaxation est commandé par le choix des coefficients de poids et des temps de relaxation. En cet article nous présentons une approche pour déterminer ces paramètres efficacement et exactement. Dans notre approche nous déterminons d'abord deux ensembles de coefficients de poids et d'un ensemble de temps de relaxation de modeler la plus petite et plus grande cible Q. Nous dérivons alors une formule empirique pour interpoler les coefficients de poids pour modeler un Q arbitraire qui peut être une fonction de la fréquence. Un ensemble simple de temps de relaxation est employé pour n'importe quel Q. Nous avons considéré deux cas : (1) le module matériel viscoélastique complexe est calculé en additionnant directement des fonctions de relaxation ; (2) le module est implicitement représenté comme moyenne harmonique du module viscoélastique donné par différentes fonctions de relaxation. Pour grand Q (50), les deux approches peuvent être appliquées au système granuleux brut présenté par Day et Bradley (2001). Cependant, pour Q inférieur, le deuxième cas fonctionne mieux.
DEWEY : 551.2 ISSN : 0037-1106 En ligne : http://www.seismosoc.org [article] Efficient modeling of Q for 3D numerical simulation of wave propagation = Modeler efficace de Q pour la simulation 3D numérique de la propagation de vague [texte imprimé] / Liu, Pengcheng, Auteur ; Archuleta, Ralph J., Auteur . - 1352-1358 p.
Génie Civil
Langues : Anglais (eng)
in Bulletin of the seismological society of America > Vol. 96 N° 4 Part A (Aôut 2006) . - 1352-1358 p.
Mots-clés : Simulations numériques Propagation de vague Module viscoélastique Index. décimale : 551.2 Résumé : The effects of Q are currently incorporated into numerical time-domain simulations of wave propagation by using a set of discrete relaxation functions. The behavior of these relaxation functions is controlled by the selection of the weight coefficients and relaxation times. In this article we present an approach to determine these parameters efficiently and accurately. In our approach we first determine two sets of weight coefficients and one set of relaxation times to model the smallest and largest target Q. We then derive an empirical formula to interpolate the weight coefficients for modeling an arbitrary Q that can be a function of frequency. A single set of relaxation times is used for any Q. We have considered two cases: (1) the complex viscoelastic material modulus is computed by directly summing of relaxation functions; (2) the modulus is implicitly represented as the harmonic average of the viscoelastic modulus given by individual relaxation functions. For large Q (>50), both approaches can be applied to coarse-grained system presented by Day and Bradley (2001). However, for lower Q, the second case works better.
Les effets de Q sont actuellement incorporés aux simulations numériques de domaine de temps de la propagation de vague en employant un ensemble de fonctions discrètes de relaxation. Le comportement de ces fonctions de relaxation est commandé par le choix des coefficients de poids et des temps de relaxation. En cet article nous présentons une approche pour déterminer ces paramètres efficacement et exactement. Dans notre approche nous déterminons d'abord deux ensembles de coefficients de poids et d'un ensemble de temps de relaxation de modeler la plus petite et plus grande cible Q. Nous dérivons alors une formule empirique pour interpoler les coefficients de poids pour modeler un Q arbitraire qui peut être une fonction de la fréquence. Un ensemble simple de temps de relaxation est employé pour n'importe quel Q. Nous avons considéré deux cas : (1) le module matériel viscoélastique complexe est calculé en additionnant directement des fonctions de relaxation ; (2) le module est implicitement représenté comme moyenne harmonique du module viscoélastique donné par différentes fonctions de relaxation. Pour grand Q (50), les deux approches peuvent être appliquées au système granuleux brut présenté par Day et Bradley (2001). Cependant, pour Q inférieur, le deuxième cas fonctionne mieux.
DEWEY : 551.2 ISSN : 0037-1106 En ligne : http://www.seismosoc.org
in Bulletin of the seismological society of America > Vol. 96 N° 4 Part B (Septembre 2006) . - S143-S158
Titre : Kinematic inversion of the 2004 M 6.0 parkfield earthquake including an approximation to site effects Titre original : Inversion cinématique 2004 du tremblement de terre de M 6.0 parkfield comprenant une approximation pour situer des effets Type de document : texte imprimé Auteurs : Liu, Pengcheng, Auteur ; Custódio, Susana, Auteur ; Archuleta, Ralph J., Auteur Article en page(s) : S143-S158 Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Séisme Parkfield séismogrammes glissade Index. décimale : 551.2 Résumé : The 2004 M 6.0 Parkfield earthquake yielded one of the largest amounts of near-source strong ground motion seismic data ever. We invert strong-motion seismograms to obtain a model for the space–time distribution of coseismic slip on the fault. To reduce noise in the inversion, we take into account local amplifications that affect each station by using records of the 1983 M 6.5 Coalinga earthquake. Site amplification correlates well with large peak ground velocities registered during the 2004 Parkfield mainshock. The inversion for a kinematic rupture model yields a nonunique solution; we therefore analyze various rupture models that explain the data equally well. Our preferred rupture model identifies a primary zone of high slip surrounding the hypocenter, where the maximum slip is 57 cm. A secondary slip area, over which contours are not well resolved, is located northwest of the hypocenter. The rupture speed is highly heterogeneous. We infer an average rupture velocity of ~2.8 km/sec close to the hypocenter, and of ~3.3 km/sec in the secondary region of large slip to the northwest of the hypocenter. By correlation of our rupture model with both microseismicity and velocity structure, we identify six patches on the fault plane that behave in seismically distinct ways.
2004 le tremblement de terre de M 6.0 Parkfield a rapporté une des plus grandes quantités de données séismiques de mouvement au sol fort proche de source jamais. Nous inversons les séismogrammes forts de mouvement pour obtenir un modèle pour la distribution de temps de l'espace de la glissade coseismique sur le défaut. Pour réduire le bruit dans l'inversion, nous tenons compte des amplifications locaux qui affectent chaque station en employant des disques 1983 du tremblement de terre de M 6.5 Coalinga. L'amplification d'emplacement se corrèle bien avec de grandes vitesses au sol maximales enregistrées pendant le choc 2004 principal de Parkfield. L'inversion pour un modèle cinématique de rupture rapporte une solution de nonunique ; nous analysons donc les divers modèles de rupture qui expliquent les données également bonnes. Notre modèle préféré de rupture identifie une zone primaire de glissade élevée entourant le hypocenter, où la glissade maximum est de 57 centimètres. Un secteur secondaire de glissade, dont au-dessus les découpes ne sont pas résolue bonne, est nord-ouest localisé du hypocenter. La vitesse de rupture est fortement hétérogène. Nous impliquons une vitesse moyenne de rupture de ~2.8 km/sec près du hypocenter, et de ~3.3 km/sec dans la région secondaire de la grande glissade au nord-ouest du hypocenter. Par corrélation de notre modèle de rupture avec la séismicité micro et la structure de vitesse, nous identifions six pièces rapportées sur l'avion de défaut qui se comportent des manières séismicalement distinctes.DEWEY : 551.2 ISSN : 0037-1106 En ligne : pcliu@crustal.ucsb.edu , susana@crustal.ucsb.edu, ralph@crustal.ucsb.edu [article] Kinematic inversion of the 2004 M 6.0 parkfield earthquake including an approximation to site effects = Inversion cinématique 2004 du tremblement de terre de M 6.0 parkfield comprenant une approximation pour situer des effets [texte imprimé] / Liu, Pengcheng, Auteur ; Custódio, Susana, Auteur ; Archuleta, Ralph J., Auteur . - S143-S158.
Génie Civil
Langues : Anglais (eng)
in Bulletin of the seismological society of America > Vol. 96 N° 4 Part B (Septembre 2006) . - S143-S158
Mots-clés : Séisme Parkfield séismogrammes glissade Index. décimale : 551.2 Résumé : The 2004 M 6.0 Parkfield earthquake yielded one of the largest amounts of near-source strong ground motion seismic data ever. We invert strong-motion seismograms to obtain a model for the space–time distribution of coseismic slip on the fault. To reduce noise in the inversion, we take into account local amplifications that affect each station by using records of the 1983 M 6.5 Coalinga earthquake. Site amplification correlates well with large peak ground velocities registered during the 2004 Parkfield mainshock. The inversion for a kinematic rupture model yields a nonunique solution; we therefore analyze various rupture models that explain the data equally well. Our preferred rupture model identifies a primary zone of high slip surrounding the hypocenter, where the maximum slip is 57 cm. A secondary slip area, over which contours are not well resolved, is located northwest of the hypocenter. The rupture speed is highly heterogeneous. We infer an average rupture velocity of ~2.8 km/sec close to the hypocenter, and of ~3.3 km/sec in the secondary region of large slip to the northwest of the hypocenter. By correlation of our rupture model with both microseismicity and velocity structure, we identify six patches on the fault plane that behave in seismically distinct ways.
2004 le tremblement de terre de M 6.0 Parkfield a rapporté une des plus grandes quantités de données séismiques de mouvement au sol fort proche de source jamais. Nous inversons les séismogrammes forts de mouvement pour obtenir un modèle pour la distribution de temps de l'espace de la glissade coseismique sur le défaut. Pour réduire le bruit dans l'inversion, nous tenons compte des amplifications locaux qui affectent chaque station en employant des disques 1983 du tremblement de terre de M 6.5 Coalinga. L'amplification d'emplacement se corrèle bien avec de grandes vitesses au sol maximales enregistrées pendant le choc 2004 principal de Parkfield. L'inversion pour un modèle cinématique de rupture rapporte une solution de nonunique ; nous analysons donc les divers modèles de rupture qui expliquent les données également bonnes. Notre modèle préféré de rupture identifie une zone primaire de glissade élevée entourant le hypocenter, où la glissade maximum est de 57 centimètres. Un secteur secondaire de glissade, dont au-dessus les découpes ne sont pas résolue bonne, est nord-ouest localisé du hypocenter. La vitesse de rupture est fortement hétérogène. Nous impliquons une vitesse moyenne de rupture de ~2.8 km/sec près du hypocenter, et de ~3.3 km/sec dans la région secondaire de la grande glissade au nord-ouest du hypocenter. Par corrélation de notre modèle de rupture avec la séismicité micro et la structure de vitesse, nous identifions six pièces rapportées sur l'avion de défaut qui se comportent des manières séismicalement distinctes.DEWEY : 551.2 ISSN : 0037-1106 En ligne : pcliu@crustal.ucsb.edu , susana@crustal.ucsb.edu, ralph@crustal.ucsb.edu
in Bulletin of the seismological society of America > Vol. 96 N° 5 (Octobre 2006) . - 1779-1794 p.
Titre : Modeling of the Perfectly Matched Layer Absorbing Boundaries and Intrinsic Attenuation in Explicit Finite-Element Methods Titre original : Modeler des Frontières Absorbantes Parfaitement Assorties de Couche et de l'Atténuation Intrinsèque dans des Méthodes d'Elément Fini Explicites Type de document : texte imprimé Auteurs : Shuo Ma, Auteur ; Liu, Pengcheng, Auteur Article en page(s) : 1779-1794 p. Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Couche (PML) Méthode d'eléments fini Vague Index. décimale : 551.2 Résumé : We present an implementation of the perfectly matched layer (PML) absorbing boundary conditions and modeling of intrinsic attenuation (Q) in explicit finite-element simulations of wave propagation. The finite-element method uses one integration point and an hourglass control scheme, which leads to an easy extension of the velocity-stress implementation of PML to the finite-element method. Numerical examples using both regular and irregular elements in the PML region show excellent results: very few reflections are observed from the boundary for both body waves and surface waves—far superior to the classic first-order absorbing boundaries. The one-point integration also gives rise to an easy incorporation of the coarse-grain approach for modeling Q (Day, 1998). We implement the coarse-grain method in a structured finite-element mesh straightforwardly. We also apply the coarse-grain method to a widely used, slightly unstructured finite-element mesh, where unstructured finite elements are only used in the vertical velocity transition zones. A linear combination of eight relaxation mechanisms is used to simulate the target attenuation model over a wide frequency range. The relaxation time and weight of each relaxation mechanism are distributed in a spatially periodic manner to the center of each element. Stress relaxations caused by anelastic material response are calculated from elastic strains in the element and redistributed to the nodal forces of the element. Numerical simulation of anelastic wave propagation in a layered velocity structure with very small Qs using both the structured mesh and the unstructured mesh show excellent agreement with the analytical solutions when the viscoelastic modulus is calculated by a harmonic average over the coarse-grain unit. Our scheme greatly expands the use of PML and the coarse-grain method for modeling Q, so that these methods can be used in a versatile and efficient finite-element formulation.
Nous présentons une exécution des conditions de frontière de la couche (PML) et de modeler absorbants parfaitement assortis de l'atténuation intrinsèque (q) dans des simulations finies explicites d'élément de la propagation de vague. La méthode d'élément fini emploie un point d'intégration et un arrangement de commande de sablier, qui mène à une prolongation facile de l'exécution d'effort de vitesse de PML à la méthode d'élément fini. Les exemples numériques en utilisant les éléments réguliers et irréguliers dans la région de PML montrent d'excellents résultats : très peu de réflexions sont observées de la frontière pour des vagues de corps et la surface ondule le supérieur lointain aux frontières absorbantes du premier ordre classique. L'une intégration de point provoque également une incorporation facile de l'approche de céréale secondaire pour modeler Q (Day, 1998). Nous appliquons la méthode de céréale secondaire dans une maille finie structurée d'élément simplement. Nous nous appliquons également la méthode de céréale secondaire à une maille finie extensivement utilisée et légèrement non structurée d'élément, où des éléments finis non structurés sont seulement employés dans les zones verticales de transition de vitesse. Une combinaison linéaire de huit mécanismes de relaxation est employée pour simuler le modèle d'atténuation de cible sur un grand choix de fréquence. Le temps de relaxation et le poids de chaque mécanisme de relaxation sont distribués d'une façon dans l'espace périodique au centre de chaque élément. Des relaxations d'effort provoquées par réponse matérielle anelastic sont calculées à partir des contraintes élastiques dans l'élément et redistribuées aux forces nodales de l'élément. La simulation numérique de la propagation anelastic de vague dans une structure posée de vitesse avec Qs très petit en utilisant la maille structurée et la maille non structurée montrent l'excellent accord avec les solutions analytiques quand le module viscoélastique est calculé par une moyenne harmonique au-dessus de l'unité de céréale secondaire. Notre arrangement augmente considérablement l'utilisation de PML et la méthode de céréale secondaire pour modeler Q, de sorte que ces méthodes puissent être employées dans une formulation souple et efficace d'élément finie .
DEWEY : 551.2 ISSN : 0037-1106 En ligne : http://www.seismosoc.org [article] Modeling of the Perfectly Matched Layer Absorbing Boundaries and Intrinsic Attenuation in Explicit Finite-Element Methods = Modeler des Frontières Absorbantes Parfaitement Assorties de Couche et de l'Atténuation Intrinsèque dans des Méthodes d'Elément Fini Explicites [texte imprimé] / Shuo Ma, Auteur ; Liu, Pengcheng, Auteur . - 1779-1794 p.
Génie Civil
Langues : Anglais (eng)
in Bulletin of the seismological society of America > Vol. 96 N° 5 (Octobre 2006) . - 1779-1794 p.
Mots-clés : Couche (PML) Méthode d'eléments fini Vague Index. décimale : 551.2 Résumé : We present an implementation of the perfectly matched layer (PML) absorbing boundary conditions and modeling of intrinsic attenuation (Q) in explicit finite-element simulations of wave propagation. The finite-element method uses one integration point and an hourglass control scheme, which leads to an easy extension of the velocity-stress implementation of PML to the finite-element method. Numerical examples using both regular and irregular elements in the PML region show excellent results: very few reflections are observed from the boundary for both body waves and surface waves—far superior to the classic first-order absorbing boundaries. The one-point integration also gives rise to an easy incorporation of the coarse-grain approach for modeling Q (Day, 1998). We implement the coarse-grain method in a structured finite-element mesh straightforwardly. We also apply the coarse-grain method to a widely used, slightly unstructured finite-element mesh, where unstructured finite elements are only used in the vertical velocity transition zones. A linear combination of eight relaxation mechanisms is used to simulate the target attenuation model over a wide frequency range. The relaxation time and weight of each relaxation mechanism are distributed in a spatially periodic manner to the center of each element. Stress relaxations caused by anelastic material response are calculated from elastic strains in the element and redistributed to the nodal forces of the element. Numerical simulation of anelastic wave propagation in a layered velocity structure with very small Qs using both the structured mesh and the unstructured mesh show excellent agreement with the analytical solutions when the viscoelastic modulus is calculated by a harmonic average over the coarse-grain unit. Our scheme greatly expands the use of PML and the coarse-grain method for modeling Q, so that these methods can be used in a versatile and efficient finite-element formulation.
Nous présentons une exécution des conditions de frontière de la couche (PML) et de modeler absorbants parfaitement assortis de l'atténuation intrinsèque (q) dans des simulations finies explicites d'élément de la propagation de vague. La méthode d'élément fini emploie un point d'intégration et un arrangement de commande de sablier, qui mène à une prolongation facile de l'exécution d'effort de vitesse de PML à la méthode d'élément fini. Les exemples numériques en utilisant les éléments réguliers et irréguliers dans la région de PML montrent d'excellents résultats : très peu de réflexions sont observées de la frontière pour des vagues de corps et la surface ondule le supérieur lointain aux frontières absorbantes du premier ordre classique. L'une intégration de point provoque également une incorporation facile de l'approche de céréale secondaire pour modeler Q (Day, 1998). Nous appliquons la méthode de céréale secondaire dans une maille finie structurée d'élément simplement. Nous nous appliquons également la méthode de céréale secondaire à une maille finie extensivement utilisée et légèrement non structurée d'élément, où des éléments finis non structurés sont seulement employés dans les zones verticales de transition de vitesse. Une combinaison linéaire de huit mécanismes de relaxation est employée pour simuler le modèle d'atténuation de cible sur un grand choix de fréquence. Le temps de relaxation et le poids de chaque mécanisme de relaxation sont distribués d'une façon dans l'espace périodique au centre de chaque élément. Des relaxations d'effort provoquées par réponse matérielle anelastic sont calculées à partir des contraintes élastiques dans l'élément et redistribuées aux forces nodales de l'élément. La simulation numérique de la propagation anelastic de vague dans une structure posée de vitesse avec Qs très petit en utilisant la maille structurée et la maille non structurée montrent l'excellent accord avec les solutions analytiques quand le module viscoélastique est calculé par une moyenne harmonique au-dessus de l'unité de céréale secondaire. Notre arrangement augmente considérablement l'utilisation de PML et la méthode de céréale secondaire pour modeler Q, de sorte que ces méthodes puissent être employées dans une formulation souple et efficace d'élément finie .
DEWEY : 551.2 ISSN : 0037-1106 En ligne : http://www.seismosoc.org
in Bulletin of the seismological society of America > Vol. 96 N°6 (Decembre 2006) . - 2118-2130 p.
Titre : Prediction of Broadband Ground-Motion Time Histories: Hybrid Low/High- Frequency Method with Correlated Random Source Parameters Titre original : Prévision des Histoires au Sol à Bande Large de Temps de Mouvement : Basse Méthode à Haute Fréquence Hybride avec des Paramètres Aléatoires Corrélés de Source Type de document : texte imprimé Auteurs : Liu, Pengcheng, Auteur ; Archuleta, Ralph J., Auteur ; Hartzell, Stephen, Auteur Article en page(s) : 2118-2130 p. Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Méthode finie Haute fréquence vague de cisaillement tremblement de terre Index. décimale : 551.2 Résumé : We present a new method for calculating broadband time histories of ground motion based on a hybrid low-frequency/high-frequency approach with correlated source parameters. Using a finite-difference method we calculate low- frequency synthetics (< ~1 Hz) in a 3D velocity structure. We also compute broadband synthetics in a 1D velocity model using a frequency-wavenumber method. The low frequencies from the 3D calculation are combined with the high frequencies from the 1D calculation by using matched filtering at a crossover frequency of 1 Hz. The source description, common to both the 1D and 3D synthetics, is based on correlated random distributions for the slip amplitude, rupture velocity, and rise time on the fault. This source description allows for the specification of source parameters independent of any a priori inversion results. In our broadband modeling we include correlation between slip amplitude, rupture velocity, and rise time, as suggested by dynamic fault modeling. The method of using correlated random source parameters is flexible and can be easily modified to adjust to our changing understanding of earthquake ruptures. A realistic attenuation model is common to both the 3D and 1D calculations that form the low- and high-frequency components of the broadband synthetics. The value of Q is a function of the local shear-wave velocity. To produce more accurate high-frequency amplitudes and durations, the 1D synthetics are corrected with a randomized, frequency-dependent radiation pattern. The 1D synthetics are further corrected for local site and nonlinear soil effects by using a 1D nonlinear propagation code and generic velocity structure appropriate for the site’s National Earthquake Hazards Reduction Program (NEHRP) site classification. The entire procedure is validated by comparison with the 1994 Northridge, California, strong ground motion data set. The bias and error found here for response spectral acceleration are similar to the best results that have been published by others for the Northridge rupture.
Nous présentons une nouvelle méthode pour calculer des histoires à bande large de temps du mouvement au sol basées sur une approche à haute fréquence de basse fréquence hybride avec des paramètres corrélés de source. En utilisant une méthode finie de différence nous alculons les synthétiques de basse fréquence (< ~1 Hz) dans une structure de la vitesse 3D. Nous calculons également les synthétiques à bande large dans un modèle de vitesse de 1D en utilisant une méthode de wavenumber de fréquence. Les basses fréquences du calcul 3D sont combinées avec les hautes fréquences du calcul de 1D en employant le filtrage assorti à une fréquence de croisement de 1 hertz. La description de source, les communes les synthétiques à 1D et à 3D, est basée sur des distributions aléatoires corrélées pour l'amplitude de glissade, la vitesse de rupture, et le temps de montée sur le défaut. Cette description de source tient compte des spécifications du indépendant de paramètres de source de tous les résultats a priori d'inversion. Dans notre à bande large modeler nous incluons la corrélation entre l'amplitude de glissade, la vitesse de rupture, et le temps de montée, comme suggéré par modeler dynamique de défaut. La méthode d'employer des paramètres aléatoires corrélés de source est flexible et peut être facilement modifiée pour s'ajuster sur notre arrangement changeant des ruptures de tremblement de terre. Un modèle réaliste d'atténuation est commun aux 3D et aux calculs de 1D qui forment les bas- et à haute fréquence composants des synthétiques à bande large. La valeur de Q est une fonction de la vitesse locale de vague de cisaillement. Pour produire des amplitudes et des durées à haute fréquence plus précises, les synthétiques de 1D sont corrigés avec randomisée, modèle de rayonnement dépendant de fréquence. Les synthétiques de 1D sont encore corrigés pour l'emplacement local et les effets non-linéaires de sol en employant un code non-linéaire de propagation de 1D et une structure générique de vitesse appropriés pour la classification nationale d'emplacement du programme de réduction de risques du tremblement de terre de l'emplacement (NEHRP). Le procédé entier est validé par comparaison avec le Northridge 1994, la Californie, Modem au sol fort de mouvement. La polarisation et l'erreur trouvées ici pour l'accélération spectrale de réponse sont semblables aux meilleurs résultats qui ont été édités par d'autres pour la rupture de Northridge.
DEWEY : 551.2 ISSN : 0037-1106 En ligne : http://www.seismosoc.org [article] Prediction of Broadband Ground-Motion Time Histories: Hybrid Low/High- Frequency Method with Correlated Random Source Parameters = Prévision des Histoires au Sol à Bande Large de Temps de Mouvement : Basse Méthode à Haute Fréquence Hybride avec des Paramètres Aléatoires Corrélés de Source [texte imprimé] / Liu, Pengcheng, Auteur ; Archuleta, Ralph J., Auteur ; Hartzell, Stephen, Auteur . - 2118-2130 p.
Génie Civil
Langues : Anglais (eng)
in Bulletin of the seismological society of America > Vol. 96 N°6 (Decembre 2006) . - 2118-2130 p.
Mots-clés : Méthode finie Haute fréquence vague de cisaillement tremblement de terre Index. décimale : 551.2 Résumé : We present a new method for calculating broadband time histories of ground motion based on a hybrid low-frequency/high-frequency approach with correlated source parameters. Using a finite-difference method we calculate low- frequency synthetics (< ~1 Hz) in a 3D velocity structure. We also compute broadband synthetics in a 1D velocity model using a frequency-wavenumber method. The low frequencies from the 3D calculation are combined with the high frequencies from the 1D calculation by using matched filtering at a crossover frequency of 1 Hz. The source description, common to both the 1D and 3D synthetics, is based on correlated random distributions for the slip amplitude, rupture velocity, and rise time on the fault. This source description allows for the specification of source parameters independent of any a priori inversion results. In our broadband modeling we include correlation between slip amplitude, rupture velocity, and rise time, as suggested by dynamic fault modeling. The method of using correlated random source parameters is flexible and can be easily modified to adjust to our changing understanding of earthquake ruptures. A realistic attenuation model is common to both the 3D and 1D calculations that form the low- and high-frequency components of the broadband synthetics. The value of Q is a function of the local shear-wave velocity. To produce more accurate high-frequency amplitudes and durations, the 1D synthetics are corrected with a randomized, frequency-dependent radiation pattern. The 1D synthetics are further corrected for local site and nonlinear soil effects by using a 1D nonlinear propagation code and generic velocity structure appropriate for the site’s National Earthquake Hazards Reduction Program (NEHRP) site classification. The entire procedure is validated by comparison with the 1994 Northridge, California, strong ground motion data set. The bias and error found here for response spectral acceleration are similar to the best results that have been published by others for the Northridge rupture.
Nous présentons une nouvelle méthode pour calculer des histoires à bande large de temps du mouvement au sol basées sur une approche à haute fréquence de basse fréquence hybride avec des paramètres corrélés de source. En utilisant une méthode finie de différence nous alculons les synthétiques de basse fréquence (< ~1 Hz) dans une structure de la vitesse 3D. Nous calculons également les synthétiques à bande large dans un modèle de vitesse de 1D en utilisant une méthode de wavenumber de fréquence. Les basses fréquences du calcul 3D sont combinées avec les hautes fréquences du calcul de 1D en employant le filtrage assorti à une fréquence de croisement de 1 hertz. La description de source, les communes les synthétiques à 1D et à 3D, est basée sur des distributions aléatoires corrélées pour l'amplitude de glissade, la vitesse de rupture, et le temps de montée sur le défaut. Cette description de source tient compte des spécifications du indépendant de paramètres de source de tous les résultats a priori d'inversion. Dans notre à bande large modeler nous incluons la corrélation entre l'amplitude de glissade, la vitesse de rupture, et le temps de montée, comme suggéré par modeler dynamique de défaut. La méthode d'employer des paramètres aléatoires corrélés de source est flexible et peut être facilement modifiée pour s'ajuster sur notre arrangement changeant des ruptures de tremblement de terre. Un modèle réaliste d'atténuation est commun aux 3D et aux calculs de 1D qui forment les bas- et à haute fréquence composants des synthétiques à bande large. La valeur de Q est une fonction de la vitesse locale de vague de cisaillement. Pour produire des amplitudes et des durées à haute fréquence plus précises, les synthétiques de 1D sont corrigés avec randomisée, modèle de rayonnement dépendant de fréquence. Les synthétiques de 1D sont encore corrigés pour l'emplacement local et les effets non-linéaires de sol en employant un code non-linéaire de propagation de 1D et une structure générique de vitesse appropriés pour la classification nationale d'emplacement du programme de réduction de risques du tremblement de terre de l'emplacement (NEHRP). Le procédé entier est validé par comparaison avec le Northridge 1994, la Californie, Modem au sol fort de mouvement. La polarisation et l'erreur trouvées ici pour l'accélération spectrale de réponse sont semblables aux meilleurs résultats qui ont été édités par d'autres pour la rupture de Northridge.
DEWEY : 551.2 ISSN : 0037-1106 En ligne : http://www.seismosoc.org
