The acceleration response spectra for Legnica-Glogow copper district

Abstrakt

W pracy wyznaczono średnie znormalizowane przyspieszeniowe spektra odpowiedzi na podstawie zapisów drgań wstrząsów górniczych, zarejestrowanych przez 21 stanowisk akcelerometycznych znajdujących się, na terenie Legnicko Głogowskiego Okręgu Miedziowego (LGOM). Do analizy wykorzystano 5246 rejestracje drgań gruntu o wartościach szczytowych powyżej 0.03 m/s2, wywołane 1886 wstrząsami górniczymi, o ML powyżej 2 (energia od 105J), które miały miejsce od 2004 do 2015 roku. Na podstawie wyznaczonych znormalizowanych przyspieszeniowych spektrów odpowiedzi wyznaczono wzorcowe spektrum odpowiedzi dla tego rejonu. Pokazano także, że kształt i amplituda spektrów odpowiedzi zależy od wielkości zjawiska, odległości epicentralnej oraz od miejsca. Otrzymane wzorcowe spektrum odpowiedzi może być wykorzystywane do obliczania sił sejsmicznych oddziałujących na budowle w wyniku drgań podłoża wywołanych wstrząsami górniczymi w tym rejonie.

Słowa kluczowe: Spektra odpowiedzi, sejsmiczność indukowana, lokalna amplifikacja
References

[1] Arup (2015), NEN-NPR Topic 2: Site Classes and Design Response Spectra, Doc. Ref. 229746_033.0_NOT1002.
[2] Bommer J.J., Dost B., Edwards B., Stafford P. J., van Elk J., Doornhof D., Ntinalexis M., Developing an Application‐Specific Ground‐Motion Model for Induced Seismicity. Bulletin of the Seismological Society of America, 106 (1)/2015, 158-173. DOI: 10.1785/0120150184
[3] Chmielewski T., Zembaty Z., Dynamika budowli, Politechnika Opolska, Opole 1997.
[4] Davies R., Foulger G., Bindley A., Styles P., Induced seismicity and hydraulic fracturing for the recovery of hydrocarbons, Mar. Petrol. Geol., 45/2013, 171–185.
[5] Di Manna, P., Guerrieri L., Piccardi L., Vittori E., Castaldini D., Berlusconi A., Bonadeo L., Comerci V., Ferrario F., Gambillara R., Livio F., Lucarini M., Michetti A. M. Ground effects induced by the 2012 seismic sequence in Emilia: implications for seismic hazard assessment in the Po Plain. Annals of Geophysics, 55 (4)/2012, DOI: 10.4401/ag-6143
[6] Douglas J., Earthquake ground motion estimation using strong-motion records: a review of equations for the estimation of peak ground acceleration and response spectra, Earth-Science Reviews 61/2003, 43–104.
[7] Ellsworth W.L., Injection-Induced Earthquakes, Science, 341 (6142)/2013, 1225942. DOI: 10.1126/science.1225942.
[8] Ellsworth W.L., Llenos A.L., McGarr A.F., Michael A.J., Rubinstein J.L., Mueller C.S., Petersen M.D., Calais E., Increasing seismicity in the U.S. midcontinent: Implications for earthquake hazard, The Leading Edge, 34 (6)/2015, 618–626, DOI: 10.1190/tle34060618.1
[9] Eurocode-8: Design of structures for earthquake resistance – the European Standard. ENV 1998-1-3: 1995.
[10] Jennings P.C., An introduction to the Earthquake Response Spectra, [in:] International Handbook of Earthquake Engineering Seismology, Vol. 18B, W.H.K. Lee, H. Kanamori, P.C. Jennings, C. Kisslinger, (ed.) Academic, Amsterdam 2003, 1097–1125.
[11] Kozłowska M., Orlecka-Sikora B., Rudziński Ł., Cielesta S., Mutke G., A typical evolution of seismicity patterns resulting from the coupled natural, human-induced and coseismic stresses in a longwall coal mining environment, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 86/2016, 5–15. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2016.03.024.
[12] Kwiatek, G., Plenkers K., Dresen G., Source Parameters of Picoseismicity Recorded at Mponeng Deep Gold Mine, South Africa: Implications for Scaling Relations, Bulletin of the Seismological Society of America, 101 (6)/2011, 2592–2608, DOI: 10.1785/0120110094.
[13] Kwiatek G., Martinez-Garzon P., Dresen G., Bohnhoff M., Sone H., Hartline C., Effects of long-term fluid injection on induced seismicity parameters and maximum magnitude in northwestern part of The Geysers geothermal field, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 120 (10)/2015, 7085–7101, DOI: 10.1002/2015JB012362.
[14] Lasocki S., Site Specific Prediction Equations for Peak Acceleration of Ground Motion Due to Earthquakes Induced by Underground Mining in Legnica-Głogów Copper District in Poland, Acta Geoph. 61 (5)/2013, 1130–1155.
[15] Lasocki S., Orlecka-Sikora B., Seismic hazard assessment under complex source size distribution of mining-induced seismicity, Tectonophysics, 456 (1–2)/2008, 28–37.
[16] Maciąg E., Kuźniar K., Tatara T., Response spectra of the ground motion and building foundation vibrations excited by rockbursts in the LGC region, Earthq Spectra 32(3)/2016,1769–1791, DOI:10.1193/020515EQS022M.
[17] McGarr A.F., Simpson D., A broad look at induced and triggered seismicity, [in:] Rockbrust and seismicity in mines. Balkema, Rotterdam 1977, 385–396.
[18] Mutke G., Muszyński L., Lurka A., Siata R., Logiewa H., Musiał M., Byrczek B., Assessment of correctness of measurements of ground vibrations for ZG Rudna mine rockbursts (in Polish), GIG report number 42162719-123, April 2000.
[19] Olszewska D., Analysis of site effects and spectrum of signals in order to improve the accuracy of the prognosis of ground motion caused by mining-induced seismic events in Legnica-Głogów Copper District, Ph.D. Thesis, AGH University of Science and Technology, Krakow 2008.
[20] Olszewska D., Lasocki S., Application of the horizontal to vertical spectral ratio technique for estimating the site characteristics of ground motion caused by mining induced seismic events, Acta Geophys. Pol, Vol. 52, No. 3/2004, 301–318.
[21] Olszewska D., Kula D., Preliminary site-effects characterization by inversion of HVSR data in mining area, ESC General Assembly 2016, Trieste, Italy 2016, Abstracts.
[22] Oye V., Bungum H., Roth M., Source Parameters and Scaling Relations for Mining-Related Seismicity within the Pyhasalmi Ore Mine, Finland, Bulletin of the Seismological Society of America, 95 (3)/2005, 1011–1026, DOI: 10.1785/0120040170,
[23] Petersen M.D., Mueller C.S., Moschetti M.P., et al., 2017 One‐Year Seismic‐Hazard Forecast for the Central and Eastern United States from Induced and Natural Earthquakes, Seismological Reaserch letters, Vol. 88, No. 3/2017, 772–783, DOI: 10.1785/0220170005.
[24] Richardson E., Jordan T.H., Seismicity in Deep Gold Mines of South Africa: Implications for Tectonic Earthquakes, Bulletin of the Seismological Society of America, 92 (5)/2002, 1766–1782, DOI: 10.1785/0120000226.
[25] Soeder D.J., Sharma S., Pekney N., Hopkinson L., Dilmore R., Kutchko B., Stewart B., Carter K., Hakala A., Capo R., An approach for assessing engineering risk from shale gas wells in the United States, International Journal of Coal Geology, 126/2014, 4–19, DOI: 10.1016/j.coal.2014.01.004.
[26] Tatara T., Działanie drgań powierzchniowych wywołanych wstrząsami górniczymi na niską tradycyjną zabudowę mieszkalną, Zeszyty Naukowe Politechniki Krakowskiej, seria: Inżynieria Lądowa, Kraków 2002.
[27] Tatara T., Pachla F., Uszkodzenia w obiektach budowlanych w warunkach wstrząsów górniczych, [in:] Pilecka E (ed.) Mat. XIV Warsztaty Górnicze „Zagrożenia naturalne w górnictwie”, Wyd. JGSMiE PAN, Kraków, 2012, 442–458.
[28] Urban P., Lasocki S., Blascheck P., do Nascimento A.F., Van Giang N., Kwiatek G., Violations of Gutenberg–Richter Relation in Anthropogenic Seismicity, Pure and Applied Geophysics, 173 (5)/2016, 1517–1537, DOI: 10.1007/s00024-015-1188-5.
[29] Wodyński A., Zużycie Techniczne Budynków na Terenach Górniczych, Wydawnictwa AGH, Kraków 2007.
[30] Van Eck T., Goutbeek F., Haak H., Dost B., Seismic hazard due to small-magnitude, shallow-source, induced earthquakes in The Netherlands, Engineering Geology, 87 (1 2)/2006, 105–121, DOI: 10.1016/j.enggeo.2006.06.005.
[31] Zembaty Z., Rockburst induced ground motion – a comparative study, Soil Dyn Earthq Eng 24/2004, 11–23, DOI: 10.1016/j.solidyn.2003.10.001.
[32] Zembaty Z., How to model rockburst seismic loads for civil engineering purposes?, Bull Earthq Eng 9/2011, 1403–1416, DOI:10.1007/s10518-011-9269-z.
[33] Zembaty Z., Kokot S., Bozzoni F., Scandella L., Lai C.G., Kuś J., Bobra P., A system to mitigate deep mine tremor effects in the design of civil infrastructure, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol. 74/2015, 81–90, DOI: 10.1016/j.ijrmms.2015.01.004.

  • O autorach