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Quantifying the spatial distribution of site response by use of the Yokohama high-density strong-motion network / Tsuda, Kenichi in Bulletin of the seismological society of America, Vol. 96 N° 3 (Juin 2006) 

Public ISBD [article]  in Bulletin of the seismological society of America > Vol. 96 N° 3 (Juin 2006) . - 926-942 p. Titre : Quantifying the spatial distribution of site response by use of the Yokohama high-density strong-motion network Titre original : Mesure de la distribution spatiale de la réponse d'emplacement au moyen du réseau fort à haute densité de mouvement de Yokohama Type de document : texte imprimé Auteurs : Tsuda, Kenichi, Auteur ; Archuleta, Ralph J., Auteur ; Koketsu, Kazuki, Auteur Article en page(s) : 926-942 p. Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Accélérogrammes  Composants  Séisme  Forages  Fréquences  Amplification Index. décimale : 551.2 Résumé : We have estimated the spatial variation of site response using three- component accelerograms from the Yokohama High-Density Strong Motion network: 150 surface and 9 borehole accelerometers located in a 20 x 30 km2 area. The site response is the average from 28 earthquakes; 16 were recorded at all borehole stations. We inverted data recorded at the boreholes to determine (1) source parameters (seismic moment M0 and corner frequency fc) for each event, (2) Q(f) for the path, and (3) frequency-dependent site factors for the boreholes. The inversion scheme is independent of a reference station, that is, there are no a priori constraints about site response. For events with depths greater than 30 km, we find Q(f) almost independent of frequency, Q(f) = 285f 0.06; for the four shallow events that were analyzed, Q(f) = 70 f 0.28. Having determined M0, fc, and Q(f) using the borehole data, we computed the site response for each of the 150 surface stations by dividing the observed surface spectrum by the path-modified source spectrum. We then averaged this ratio for all 24 events. To quantify the variability of the site response between sites we introduced a site-response ratio that depends on station separation and frequency. From this we computed cumulative probability functions for different frequencies for two cases: (1) the average Vs30 ratio is most similar for two sites with the same separation distance and (2) the average Vs30 ratio is least similar. When two sites have the most similar Vs30 ratio, these functions indicate that 95% of the time a frequency- dependent site response (f ≤ 1 Hz) can be predicted within a factor of two for a site up to 5 km from a site with a known site response, and 90% of the time the unknown response is within a factor of three for frequencies 1–10 Hz. When two sites have the least similar average Vs30 ratio, the cumulative probability functions have similar shapes for all frequencies above 0.5 Hz; for frequencies up to 10 Hz the site amplification can be predicted within a factor of three for 80% of the station pairs separated by as much as 5 km. Nous avons estimé la variation spatiale de la réponse d'emplacement à l'aide de trois accélérogrammes composants du réseau fort à haute densité de mouvement de Yokohama : 150 9 de forage accéléromètres extérieurs et situés dans des 20 x 30 km2 de secteur. La réponse d'emplacement est la moyenne de 28 tremblements de terre ; 16 ont été enregistrés à toutes les stations de forage. Nous avons inversé des données enregistrées aux forages pour déterminer (1) des paramètres de source (moment séismique M0 et fc de fréquence faisante le coin) pour chaque événement, (2) Q(f) pour le chemin, et (3) facteurs dépendants d'emplacement de fréquence pour les forages. L'arrangement d'inversion est indépendant d'une station de référence, c.-à-d., il n'y a aucune contrainte a priori au sujet de réponse d'emplacement. Pour des événements avec les profondeurs 30 kilomètres plus grands que, nous trouvons Q(f) presque indépendant de la fréquence, Q(f) = 285f 0.06 ; pour les quatre événements peu profonds qui ont été analysés, Q(f) = 70 f 0.28. Après avoir déterminé M0, fc, et Q(f) en utilisant les données de forage, nous avons calculé la réponse d'emplacement pour chacune des 150 stations extérieures en divisant le spectre extérieur observé par le spectre de source modifié par chemin. Nous avons alors fait la moyenne de ce rapport pour chacun des 24 événements. Pour mesurer la variabilité de la réponse d'emplacement entre les emplacements nous avons présenté un rapport de réponse d'emplacement qui dépend de la séparation et de la fréquence de station. De ceci nous avons calculé des fonctions de probabilité cumulée pour différentes fréquences pour deux cas : (1) le rapport Vs30 moyen est le plus semblable pour deux emplacements avec la même distance de séparation et (2) le rapport Vs30 moyen est moins semblable. Quand est-ce que deux emplacements ont-ils le rapport Vs30 le plus semblable, ces fonctions indiquent ce 95% du temps une réponse dépendante d'emplacement de fréquence (f ? 1 hertz) peut être prévu dans un facteur de deux pour un emplacement jusqu'à 5 kilomètres d'un emplacement avec une réponse connue d'emplacement, et 90% du temps la réponse inconnue est dans un facteur de trois pour des fréquences de 1-10 hertz. Quand deux emplacements ont le moindre rapport semblable de la moyenne Vs30, les fonctions de probabilité cumulée ont les formes semblables pour toutes les fréquences au-dessus de 0.5 hertz ; pour des fréquences jusqu'à 10 hertz l'amplification d'emplacement peuvent être prévus dans un facteur de trois pour 80% des paires de station séparées près pas moins de 5 kilomètres. DEWEY : 551.2 ISSN : 0037-1106 En ligne : http://www.seismosoc.org [article] Quantifying the spatial distribution of site response by use of the Yokohama high-density strong-motion network = Mesure de la distribution spatiale de la réponse d'emplacement au moyen du réseau fort à haute densité de mouvement de Yokohama [texte imprimé] / Tsuda, Kenichi, Auteur ; Archuleta, Ralph J., Auteur ; Koketsu, Kazuki, Auteur . - 926-942 p. Génie Civil Langues : Anglais (eng) in Bulletin of the seismological society of America > Vol. 96 N° 3 (Juin 2006) . - 926-942 p. Mots-clés : Accélérogrammes  Composants  Séisme  Forages  Fréquences  Amplification Index. décimale : 551.2 Résumé : We have estimated the spatial variation of site response using three- component accelerograms from the Yokohama High-Density Strong Motion network: 150 surface and 9 borehole accelerometers located in a 20 x 30 km2 area. The site response is the average from 28 earthquakes; 16 were recorded at all borehole stations. We inverted data recorded at the boreholes to determine (1) source parameters (seismic moment M0 and corner frequency fc) for each event, (2) Q(f) for the path, and (3) frequency-dependent site factors for the boreholes. The inversion scheme is independent of a reference station, that is, there are no a priori constraints about site response. For events with depths greater than 30 km, we find Q(f) almost independent of frequency, Q(f) = 285f 0.06; for the four shallow events that were analyzed, Q(f) = 70 f 0.28. Having determined M0, fc, and Q(f) using the borehole data, we computed the site response for each of the 150 surface stations by dividing the observed surface spectrum by the path-modified source spectrum. We then averaged this ratio for all 24 events. To quantify the variability of the site response between sites we introduced a site-response ratio that depends on station separation and frequency. From this we computed cumulative probability functions for different frequencies for two cases: (1) the average Vs30 ratio is most similar for two sites with the same separation distance and (2) the average Vs30 ratio is least similar. When two sites have the most similar Vs30 ratio, these functions indicate that 95% of the time a frequency- dependent site response (f ≤ 1 Hz) can be predicted within a factor of two for a site up to 5 km from a site with a known site response, and 90% of the time the unknown response is within a factor of three for frequencies 1–10 Hz. When two sites have the least similar average Vs30 ratio, the cumulative probability functions have similar shapes for all frequencies above 0.5 Hz; for frequencies up to 10 Hz the site amplification can be predicted within a factor of three for 80% of the station pairs separated by as much as 5 km. Nous avons estimé la variation spatiale de la réponse d'emplacement à l'aide de trois accélérogrammes composants du réseau fort à haute densité de mouvement de Yokohama : 150 9 de forage accéléromètres extérieurs et situés dans des 20 x 30 km2 de secteur. La réponse d'emplacement est la moyenne de 28 tremblements de terre ; 16 ont été enregistrés à toutes les stations de forage. Nous avons inversé des données enregistrées aux forages pour déterminer (1) des paramètres de source (moment séismique M0 et fc de fréquence faisante le coin) pour chaque événement, (2) Q(f) pour le chemin, et (3) facteurs dépendants d'emplacement de fréquence pour les forages. L'arrangement d'inversion est indépendant d'une station de référence, c.-à-d., il n'y a aucune contrainte a priori au sujet de réponse d'emplacement. Pour des événements avec les profondeurs 30 kilomètres plus grands que, nous trouvons Q(f) presque indépendant de la fréquence, Q(f) = 285f 0.06 ; pour les quatre événements peu profonds qui ont été analysés, Q(f) = 70 f 0.28. Après avoir déterminé M0, fc, et Q(f) en utilisant les données de forage, nous avons calculé la réponse d'emplacement pour chacune des 150 stations extérieures en divisant le spectre extérieur observé par le spectre de source modifié par chemin. Nous avons alors fait la moyenne de ce rapport pour chacun des 24 événements. Pour mesurer la variabilité de la réponse d'emplacement entre les emplacements nous avons présenté un rapport de réponse d'emplacement qui dépend de la séparation et de la fréquence de station. De ceci nous avons calculé des fonctions de probabilité cumulée pour différentes fréquences pour deux cas : (1) le rapport Vs30 moyen est le plus semblable pour deux emplacements avec la même distance de séparation et (2) le rapport Vs30 moyen est moins semblable. Quand est-ce que deux emplacements ont-ils le rapport Vs30 le plus semblable, ces fonctions indiquent ce 95% du temps une réponse dépendante d'emplacement de fréquence (f ? 1 hertz) peut être prévu dans un facteur de deux pour un emplacement jusqu'à 5 kilomètres d'un emplacement avec une réponse connue d'emplacement, et 90% du temps la réponse inconnue est dans un facteur de trois pour des fréquences de 1-10 hertz. Quand deux emplacements ont le moindre rapport semblable de la moyenne Vs30, les fonctions de probabilité cumulée ont les formes semblables pour toutes les fréquences au-dessus de 0.5 hertz ; pour des fréquences jusqu'à 10 hertz l'amplification d'emplacement peuvent être prévus dans un facteur de trois pour 80% des paires de station séparées près pas moins de 5 kilomètres. DEWEY : 551.2 ISSN : 0037-1106 En ligne : http://www.seismosoc.org

Site-response estimation for the 2003 Miyagi-Oki earthquake sequence considering nonlinear site response / Tsuda, Kenichi in Bulletin of the seismological society of America, Vol. 96 N° 4 Part A (Aôut 2006) 

Public ISBD [article]  in Bulletin of the seismological society of America > Vol. 96 N° 4 Part A (Aôut 2006) . - 1474-1482 p. Titre : Site-response estimation for the 2003 Miyagi-Oki earthquake sequence considering nonlinear site response Titre original : Évaluation de réponse d'emplacement pour l'ordre 2003 de tremblement de terre de Miyagi Oki considérant la réponse non-linéaire d'emplacement Type de document : texte imprimé Auteurs : Tsuda, Kenichi, Auteur ; Steidl, Jamison, Auteur ; Archuleta, Ralph J., Auteur Article en page(s) : 1474-1482 p. Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Séisme  Couches  Sédiment  Réplique  sismique Index. décimale : 551.2 Résumé : The Mw 7.0 Miyagi-Oki earthquake, which occurred on 26 May 2003, was well recorded by the KiK-net and K-net networks. A large number of stations recorded very high peak ground accelerations above 0.5g and large peak ground velocities above 0.5 m/sec. These high ground-motion values are thought to come from a combination of the effect of shallow sediment layers of the upper couple of meters and the enhanced high-frequency ground-motion content associated with this intraslab earthquake. The objective of this study is to examine the effect of sediment amplification at network stations with peak ground acceleration ≥0.3g. Linear site response is first estimated from observed weak motion (aftershock) records. In this case, we use a spectral inversion method, without reference stations, to separate the source, path, and site-response effects. The resulting weak motion analysis for the source, path, and site response agree with other previous studies. The mainshock site response is obtained separately using the same spectral inversion technique with the addition of a frequency-dependent radiation pattern. The comparison of the site amplification from aftershocks with the mainshock indicates the possibility of nonlinear site response at many stations during the Mw 7.0 event. The results also suggest a correlation between low near-surface material velocity and the degree of nonlinearity. Le tremblement de terre de Mw 7.0 Miyagi-Oki, qui s'est produit 26 mai 2003, a été bien enregistré par les réseaux de KiK-filet et de K-filet. Un grand nombre de stations ont enregistré des accélérations au sol maximales très élevées au-dessus de 0.5g et de grandes vitesses au sol maximales au-dessus de 0.5 m/sec. On pense ces valeurs au sol élevées de mouvement pour venir d'une combinaison de l'effet des couches peu profondes de sédiment des couples supérieurs des mètres et du contenu au sol à haute fréquence augmenté de mouvement lié à ce tremblement de terre d'intraslab. L'objectif de cette étude est d'examiner l'effet de l'amplification de sédiment aux stations de réseau avec l'accélération au sol maximale ≥0.3g. la réponse que linéaire d'emplacement est d'abord estimée à partir des disques faibles observés de mouvement (réplique sismique). Dans ce cas-ci, nous employons une méthode spectrale d'inversion, sans référence poste, pour séparer la source, le chemin, et les effets d'emplacement-réponse. L'analyse faible résultante de mouvement pour la source, le chemin, et la réponse d'emplacement sont conformes à d'autres études précédentes. La réponse d'emplacement de choc principal est obtenue séparément en utilisant la même technique spectrale d'inversion avec l'addition d'un modèle de rayonnement dépendant de fréquence. La comparaison de l'amplification d'emplacement de la réplique sismique avec le choc principal indique la possibilité de réponse non-linéaire d'emplacement à beaucoup de stations pendant l'événement de Mw 7.0. Les résultats suggèrent également une corrélation entre la basse vitesse matérielle extérieure proche et le degré de non-linéarité. DEWEY : 551.2 ISSN : 0037-1106 En ligne : http://www.seismosoc.org [article] Site-response estimation for the 2003 Miyagi-Oki earthquake sequence considering nonlinear site response = Évaluation de réponse d'emplacement pour l'ordre 2003 de tremblement de terre de Miyagi Oki considérant la réponse non-linéaire d'emplacement [texte imprimé] / Tsuda, Kenichi, Auteur ; Steidl, Jamison, Auteur ; Archuleta, Ralph J., Auteur . - 1474-1482 p. Génie Civil Langues : Anglais (eng) in Bulletin of the seismological society of America > Vol. 96 N° 4 Part A (Aôut 2006) . - 1474-1482 p. Mots-clés : Séisme  Couches  Sédiment  Réplique  sismique Index. décimale : 551.2 Résumé : The Mw 7.0 Miyagi-Oki earthquake, which occurred on 26 May 2003, was well recorded by the KiK-net and K-net networks. A large number of stations recorded very high peak ground accelerations above 0.5g and large peak ground velocities above 0.5 m/sec. These high ground-motion values are thought to come from a combination of the effect of shallow sediment layers of the upper couple of meters and the enhanced high-frequency ground-motion content associated with this intraslab earthquake. The objective of this study is to examine the effect of sediment amplification at network stations with peak ground acceleration ≥0.3g. Linear site response is first estimated from observed weak motion (aftershock) records. In this case, we use a spectral inversion method, without reference stations, to separate the source, path, and site-response effects. The resulting weak motion analysis for the source, path, and site response agree with other previous studies. The mainshock site response is obtained separately using the same spectral inversion technique with the addition of a frequency-dependent radiation pattern. The comparison of the site amplification from aftershocks with the mainshock indicates the possibility of nonlinear site response at many stations during the Mw 7.0 event. The results also suggest a correlation between low near-surface material velocity and the degree of nonlinearity. Le tremblement de terre de Mw 7.0 Miyagi-Oki, qui s'est produit 26 mai 2003, a été bien enregistré par les réseaux de KiK-filet et de K-filet. Un grand nombre de stations ont enregistré des accélérations au sol maximales très élevées au-dessus de 0.5g et de grandes vitesses au sol maximales au-dessus de 0.5 m/sec. On pense ces valeurs au sol élevées de mouvement pour venir d'une combinaison de l'effet des couches peu profondes de sédiment des couples supérieurs des mètres et du contenu au sol à haute fréquence augmenté de mouvement lié à ce tremblement de terre d'intraslab. L'objectif de cette étude est d'examiner l'effet de l'amplification de sédiment aux stations de réseau avec l'accélération au sol maximale ≥0.3g. la réponse que linéaire d'emplacement est d'abord estimée à partir des disques faibles observés de mouvement (réplique sismique). Dans ce cas-ci, nous employons une méthode spectrale d'inversion, sans référence poste, pour séparer la source, le chemin, et les effets d'emplacement-réponse. L'analyse faible résultante de mouvement pour la source, le chemin, et la réponse d'emplacement sont conformes à d'autres études précédentes. La réponse d'emplacement de choc principal est obtenue séparément en utilisant la même technique spectrale d'inversion avec l'addition d'un modèle de rayonnement dépendant de fréquence. La comparaison de l'amplification d'emplacement de la réplique sismique avec le choc principal indique la possibilité de réponse non-linéaire d'emplacement à beaucoup de stations pendant l'événement de Mw 7.0. Les résultats suggèrent également une corrélation entre la basse vitesse matérielle extérieure proche et le degré de non-linéarité. DEWEY : 551.2 ISSN : 0037-1106 En ligne : http://www.seismosoc.org