[article] in Bulletin of the seismological society of America > Vol. 96 N° 4 Part A (Aôut 2006) . - 1502-1551 p. | Titre : | Orientation-independent measures of ground motion | | Titre original : | Mesures indépendantes d'orientation de mouvement au sol | | Type de document : | texte imprimé | | Auteurs : | Boore, David M., Auteur ; Watson, Brian J., Auteur ; Abrahamson, Norman A., Auteur | | Article en page(s) : | 1502-1551 p. | | Note générale : | Génie Civil | | Langues : | Anglais (eng) | | Mots-clés : | Composants Orthogonaux Moyen géométrique Oscillateur Séisme | | Index. décimale : | 551.2 | | Résumé : | The geometric mean of the response spectra for two orthogonal horizontal components of motion, commonly used as the response variable in predictions of strong ground motion, depends on the orientation of the sensors as installed in the field. This means that the measure of ground-motion intensity could differ for the same actual ground motion. This dependence on sensor orientation is most pronounced for strongly correlated motion (the extreme example being linearly polarized motion), such as often occurs at periods of 1 sec or longer. We propose two new measures of the geometric mean, GMRotDpp, and GMRotIpp, that are independent of the sensor orientations. Both are based on a set of geometric means computed from the as-recorded orthogonal horizontal motions rotated through all possible nonredundant rotation angles. GMRotDpp is determined as the ppth percentile of the set of geometric means for a given oscillator period. For example, GMRotD00, GMRotD50, and GMRotD100 correspond to the minimum, median, and maximum values, respectively. The rotations that lead to GMRotDpp depend on period, whereas a single-period-independent rotation is used for GMRotIpp, the angle being chosen to minimize the spread of the rotation-dependent geometric mean (normalized by GMRotDpp) over the usable range of oscillator periods. GMRotI50 is the ground- motion intensity measure being used in the development of new ground-motion prediction equations by the Pacific Earthquake Engineering Center Next Generation Attenuation project.
Comparisons with as-recorded geometric means for a large dataset show that the new measures are systematically larger than the geometric-mean response spectra using the as-recorded values of ground acceleration, but only by a small amount (less than 3%). The theoretical advantage of the new measures is that they remove sensor orientation as a contributor to aleatory uncertainty. Whether the reduction is of practical significance awaits detailed studies of large datasets. A preliminary analysis contained in a companion article by Beyer and Bommer finds that the reduction is small-to-nonexistent for equations based on a wide range of magnitudes and distances. The results of Beyer and Bommer do suggest, however, that there is an increasing reduction as period increases. Whether the reduction increases with other subdivisions of the dataset for which strongly correlated motions might be expected (e.g., pulselike motions close to faults) awaits further analysis.
Le moyen géométrique des spectres de réponse pour deux composants horizontaux orthogonaux de mouvement, généralement utilisés comme variable de réponse dans les prévisions du mouvement au sol fort, dépend de l'orientation des sondes comme installée dans le domaine. Ceci signifie que la mesure d'intensité au sol de mouvement pourrait différer pour le même mouvement au sol réel. Cette dépendance à légard l'orientation de sonde est la plus prononcée pour le mouvement fortement corrélé (l'exemple extrême étant mouvement linéairement polarisé), comme souvent se produit aux périodes de 1 sec ou plus longtemps. Nous proposons deux nouvelles mesures du moyen géométrique, du GMRotDpp, et du GMRotIpp, qui sont indépendant des orientations de sonde. Tous les deux sont basés sur un ensemble de moyennes géométriques calculées du en tant que mouvements horizontaux orthogonaux enregistrés tournés par tous les angles nonredundant possibles de rotation. GMRotDpp est déterminé comme percentile de ppth de l'ensemble de moyens géométriques pendant une période donnée d'oscillateur. Par exemple, GMRotD00, GMRotD50, et GMRotD100 correspondent au minimum, à la médiane, et aux valeurs maximum, respectivement. Les rotations qui mènent à GMRotDpp dépendent de la période, tandis qu'une rotation indépendante de seule période est employée pour GMRotIpp, l'angle étant choisi de réduire au minimum la diffusion du moyen géométrique dépendant de rotation (normalisé par GMRotDpp) sur la gamme utilisable des périodes d'oscillateur. GMRotI50 est la mesure au sol d'intensité de mouvement étant employée dans le développement des équations de prévision de mouvement de la nouvelle terre par le projet Pacifique d'atténuation de prochaine génération de centre de technologie de tremblement de terre. Comparaisons avec car les moyens géométriques enregistrés pour un grand ensemble de données prouvent que les nouvelles mesures sont systématiquement plus grandes qu'employer de spectres de réponse de moyen géométrique en tant que valeurs enregistrées de l'accélération au sol, mais seulement par un peu (moins de 3%). L'avantage théorique des nouvelles mesures est qu'elles enlèvent l'orientation de sonde en tant que contribuant à l'incertitude aléatoire. Si la réduction est d'importance pratique attend des études détaillées de grands ensembles de données. Une analyse préliminaire contenue dans un article de compagnon par Beyer et Bommer constate que la réduction est petite non à existant pour des équations basées sur un éventail de grandeurs et de distances. Les résultats de Beyer et de Bommer suggèrent, cependant, qu'il y ait une réduction croissante à mesure que la période augmente. Si la réduction augmente avec d'autres subdivisions de l'ensemble de données pour lequel a fortement corrélé des mouvements pourrait être prévu que (par exemple, l'impulsion aiment fait signe près des défauts) attend davantage d'analyse. | | DEWEY : | 551.2 | | ISSN : | 0037-1106 | | En ligne : | boore@usgs.gov , jenniewl@ce.berkeley.edu, naa2@pge.com |
[article] Orientation-independent measures of ground motion = Mesures indépendantes d'orientation de mouvement au sol [texte imprimé] / Boore, David M., Auteur ; Watson, Brian J., Auteur ; Abrahamson, Norman A., Auteur . - 1502-1551 p. Génie Civil Langues : Anglais ( eng) in Bulletin of the seismological society of America > Vol. 96 N° 4 Part A (Aôut 2006) . - 1502-1551 p. | Mots-clés : | Composants Orthogonaux Moyen géométrique Oscillateur Séisme | | Index. décimale : | 551.2 | | Résumé : | The geometric mean of the response spectra for two orthogonal horizontal components of motion, commonly used as the response variable in predictions of strong ground motion, depends on the orientation of the sensors as installed in the field. This means that the measure of ground-motion intensity could differ for the same actual ground motion. This dependence on sensor orientation is most pronounced for strongly correlated motion (the extreme example being linearly polarized motion), such as often occurs at periods of 1 sec or longer. We propose two new measures of the geometric mean, GMRotDpp, and GMRotIpp, that are independent of the sensor orientations. Both are based on a set of geometric means computed from the as-recorded orthogonal horizontal motions rotated through all possible nonredundant rotation angles. GMRotDpp is determined as the ppth percentile of the set of geometric means for a given oscillator period. For example, GMRotD00, GMRotD50, and GMRotD100 correspond to the minimum, median, and maximum values, respectively. The rotations that lead to GMRotDpp depend on period, whereas a single-period-independent rotation is used for GMRotIpp, the angle being chosen to minimize the spread of the rotation-dependent geometric mean (normalized by GMRotDpp) over the usable range of oscillator periods. GMRotI50 is the ground- motion intensity measure being used in the development of new ground-motion prediction equations by the Pacific Earthquake Engineering Center Next Generation Attenuation project.
Comparisons with as-recorded geometric means for a large dataset show that the new measures are systematically larger than the geometric-mean response spectra using the as-recorded values of ground acceleration, but only by a small amount (less than 3%). The theoretical advantage of the new measures is that they remove sensor orientation as a contributor to aleatory uncertainty. Whether the reduction is of practical significance awaits detailed studies of large datasets. A preliminary analysis contained in a companion article by Beyer and Bommer finds that the reduction is small-to-nonexistent for equations based on a wide range of magnitudes and distances. The results of Beyer and Bommer do suggest, however, that there is an increasing reduction as period increases. Whether the reduction increases with other subdivisions of the dataset for which strongly correlated motions might be expected (e.g., pulselike motions close to faults) awaits further analysis.
Le moyen géométrique des spectres de réponse pour deux composants horizontaux orthogonaux de mouvement, généralement utilisés comme variable de réponse dans les prévisions du mouvement au sol fort, dépend de l'orientation des sondes comme installée dans le domaine. Ceci signifie que la mesure d'intensité au sol de mouvement pourrait différer pour le même mouvement au sol réel. Cette dépendance à légard l'orientation de sonde est la plus prononcée pour le mouvement fortement corrélé (l'exemple extrême étant mouvement linéairement polarisé), comme souvent se produit aux périodes de 1 sec ou plus longtemps. Nous proposons deux nouvelles mesures du moyen géométrique, du GMRotDpp, et du GMRotIpp, qui sont indépendant des orientations de sonde. Tous les deux sont basés sur un ensemble de moyennes géométriques calculées du en tant que mouvements horizontaux orthogonaux enregistrés tournés par tous les angles nonredundant possibles de rotation. GMRotDpp est déterminé comme percentile de ppth de l'ensemble de moyens géométriques pendant une période donnée d'oscillateur. Par exemple, GMRotD00, GMRotD50, et GMRotD100 correspondent au minimum, à la médiane, et aux valeurs maximum, respectivement. Les rotations qui mènent à GMRotDpp dépendent de la période, tandis qu'une rotation indépendante de seule période est employée pour GMRotIpp, l'angle étant choisi de réduire au minimum la diffusion du moyen géométrique dépendant de rotation (normalisé par GMRotDpp) sur la gamme utilisable des périodes d'oscillateur. GMRotI50 est la mesure au sol d'intensité de mouvement étant employée dans le développement des équations de prévision de mouvement de la nouvelle terre par le projet Pacifique d'atténuation de prochaine génération de centre de technologie de tremblement de terre. Comparaisons avec car les moyens géométriques enregistrés pour un grand ensemble de données prouvent que les nouvelles mesures sont systématiquement plus grandes qu'employer de spectres de réponse de moyen géométrique en tant que valeurs enregistrées de l'accélération au sol, mais seulement par un peu (moins de 3%). L'avantage théorique des nouvelles mesures est qu'elles enlèvent l'orientation de sonde en tant que contribuant à l'incertitude aléatoire. Si la réduction est d'importance pratique attend des études détaillées de grands ensembles de données. Une analyse préliminaire contenue dans un article de compagnon par Beyer et Bommer constate que la réduction est petite non à existant pour des équations basées sur un éventail de grandeurs et de distances. Les résultats de Beyer et de Bommer suggèrent, cependant, qu'il y ait une réduction croissante à mesure que la période augmente. Si la réduction augmente avec d'autres subdivisions de l'ensemble de données pour lequel a fortement corrélé des mouvements pourrait être prévu que (par exemple, l'impulsion aiment fait signe près des défauts) attend davantage d'analyse. | | DEWEY : | 551.2 | | ISSN : | 0037-1106 | | En ligne : | boore@usgs.gov , jenniewl@ce.berkeley.edu, naa2@pge.com |
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