Site Dependence Earthquake Spectra Attenuation Modeling: Nigerian Case Study
- 1. Obafemi Awolowo University
Description
Recent seismic events recorded in South-western Nigeria indicate that the country may not be aseismic as had hitherto thought.Geologic and geodetic evidences suggest the existence of large fracture zones (Romanche and Charcot) beneath the area.Considering the existence of these fracture zones, and the paucity of seismicity information, the development (oil exploration and production) taking place in offshore Nigeria in the last two decades and the ambitious planning for large future projects urgently call for the implementation of a comprehensive earthquake ground motion modelling which is a useful tool in site-dependent seismic hazard assessment in low to moderate seismicity region.In this study, ground-attenuation modelling based on stochastic approach was applied to predict the expected peak ground velocity and acceleration and spectral amplifications in two geologic settings.The seismic ground motion has been modelled using the September 11, 2009 earthquake of magnitude 4.8 (Mw) as case study.Synthetic seismic waveforms from which parameters for engineering building design could be obtain have been derived.From the seismograms computed, the seismic hazard for south-western Nigeria, expressed in terms of peak ground acceleration and peak ground velocity have been estimated.The peak ground acceleration estimated for the study area ranges from 0.16 to 0.69 g, and the peak ground velocity from 18.0 to 58.3 m/sec.The high peak values of accelerations and amplifications delineated are possibly due to the presence of the low velocity layers.In general, a good correlation between the synthetic and field data was observed.These results attest to the efficacy of the modelling exercise, and assessment of the seismic risk that the region would likely be subjected to.Also, the earthquake engineering design parameters derived may be used to derive new civil engineering building codes for the affected area.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تشير الأحداث الزلزالية الأخيرة المسجلة في جنوب غرب نيجيريا إلى أن البلاد قد لا تكون عديمة الزلازل كما كان يعتقد حتى الآن. تشير الأدلة الجيولوجية والجيوديسية إلى وجود مناطق صدع كبيرة (رومانش وشاركو) تحت المنطقة. وبالنظر إلى وجود مناطق الصدع هذه، وندرة المعلومات الزلزالية، فإن التطوير (التنقيب عن النفط وإنتاجه) يحدث في الخارج في نيجيريا في العقدين الماضيين والتخطيط الطموح لمستقبل كبير تدعو المشاريع بشكل عاجل إلى تنفيذ نمذجة شاملة للحركة الأرضية للزلازل وهي أداة مفيدة في تقييم المخاطر الزلزالية التي تعتمد على الموقع في منطقة الزلازل المنخفضة إلى المتوسطة. في هذه الدراسة، تم تطبيق نمذجة التوهين الأرضي على أساس النهج العشوائي للتنبؤ بالسرعة الأرضية القصوى المتوقعة والتسارع والتضخمات الطيفية في وضعين جيولوجيين. تم نمذجة الحركة الأرضية الزلزالية باستخدام زلزال 11 سبتمبر 2009 الذي بلغت قوته 4.8 (ميجاوات) كدراسة حالة. تم اشتقاق الأشكال الموجية الزلزالية الاصطناعية التي يمكن من خلالها الحصول على معايير تصميم المباني الهندسية. من مخططات الزلازل المحسوبة، تم التعبير عن الخطر الزلزالي لجنوب غرب نيجيريا من حيث من ذروة تسارع الأرض وذروة سرعة الأرض. يتراوح ذروة تسارع الأرض المقدرة لمنطقة الدراسة من 0.16 إلى 0.69 جم، وسرعة الأرض القصوى من 18.0 إلى 58.3 م/ثانية. من المحتمل أن تكون قيم الذروة العالية للتسارع والتضخيم المحددة بسبب وجود طبقات منخفضة السرعة. بشكل عام، لوحظ وجود علاقة جيدة بين البيانات الاصطناعية والميدانية. وتشهد هذه النتائج على فعالية تمرين النمذجة، وتقييم المخاطر الزلزالية التي من المحتمل أن تتعرض لها المنطقة. كما يمكن استخدام معلمات تصميم هندسة الزلازل المستمدة لاشتقاق رموز بناء هندسة مدنية جديدة للمنطقة المتضررة.Translated Description (French)
Les récents événements sismiques enregistrés dans le sud-ouest du Nigeria indiquent que le pays pourrait ne pas être asismique comme on le pensait jusqu'à présent. Des preuves géologiques et géodésiques suggèrent l'existence de grandes zones de fracture (Romanche et Charcot) sous la zone. Considérant l'existence de ces zones de fracture et le manque d'informations sur la sismicité, le développement (exploration et production pétrolières) qui a eu lieu au large du Nigeria au cours des deux dernières décennies et la planification ambitieuse d'un grand avenir les projets appellent de toute urgence à la mise en œuvre d'une modélisation complète du mouvement du sol sismique, qui est un outil utile pour l'évaluation du risque sismique dépendant du site dans les régions à sismicité faible à modérée. Dans cette étude, une modélisation de l'atténuation du sol basée sur une approche stochastique a été appliquée pour prédire la vitesse et l'accélération maximales attendues du sol et les amplifications spectrales dans deux contextes géologiques. Le mouvement sismique du sol a été modélisé en utilisant le séisme du 11 septembre 2009 de magnitude 4,8 (Mw) comme étude de cas. Des formes d'onde sismiques synthétiques à partir desquelles les paramètres de conception technique du bâtiment pourraient être obtenus ont été dérivées. À partir des sismogrammes calculés, le risque sismique pour le sud-ouest du Nigeria, exprimé en termes de l'accélération maximale du sol et de la vitesse maximale du sol ont été estimées. L'accélération maximale du sol estimée pour la zone d'étude varie de 0,16 à 0,69 g et la vitesse maximale du sol de 18,0 à 58,3 m/s. Les valeurs maximales élevées des accélérations et des amplifications délimitées sont peut-être dues à la présence des couches à faible vitesse. En général, une bonne corrélation entre les données synthétiques et de terrain a été observée. Ces résultats attestent de l'efficacité de l'exercice de modélisation et de l'évaluation du risque sismique auquel la région serait probablement soumise. De plus, les paramètres de conception d'ingénierie sismique dérivés peuvent être utilisés pour dériver de nouveaux codes de construction de génie civil pour la zone touchée.Translated Description (Spanish)
Los recientes eventos sísmicos registrados en el suroeste de Nigeria indican que el país puede no ser sísmico como se había pensado hasta ahora. Las evidencias geológicas y geodésicas sugieren la existencia de grandes zonas de fractura (Romanche y Charcot) debajo del área. Teniendo en cuenta la existencia de estas zonas de fractura y la escasez de información sísmica, el desarrollo (exploración y producción de petróleo) que tiene lugar en la costa de Nigeria en las últimas dos décadas y la ambiciosa planificación para un gran futuro los proyectos requieren urgentemente la implementación de un modelado integral del movimiento sísmico del suelo, que es una herramienta útil en la evaluación del riesgo sísmico dependiente del sitio en la región de sismicidad baja a moderada. En este estudio, se aplicó un modelado de atenuación del suelo basado en un enfoque estocástico para predecir la velocidad y aceleración máximas esperadas del suelo y las amplificaciones espectrales en dos entornos geológicos. El movimiento sísmico del suelo se ha modelado utilizando el terremoto del 11 de septiembre de 2009 de magnitud 4.8 (Mw) como estudio de caso. Se han derivado formas de onda sísmicas sintéticas a partir de las cuales se podrían obtener parámetros para el diseño de edificios de ingeniería. A partir de los sismogramas calculados, el riesgo sísmico para el suroeste de Nigeria, expresado en términos de la aceleración máxima del suelo y la velocidad máxima del suelo se han estimado. La aceleración máxima del suelo estimada para el área de estudio varía de 0.16 a 0.69 g, y la velocidad máxima del suelo de 18.0 a 58.3 m/seg. Los altos valores máximos de aceleraciones y amplificaciones delineados se deben posiblemente a la presencia de las capas de baja velocidad. En general, se observó una buena correlación entre los datos sintéticos y de campo. Estos resultados atestiguan la eficacia del ejercicio de modelado y la evaluación del riesgo sísmico al que probablemente estaría sujeta la región. También, los parámetros de diseño de ingeniería sísmica derivados pueden usarse para derivar nuevos códigos de construcción de ingeniería civil para el área afectada.Files
IJG20110400007_88767931.pdf.pdf
Files
(1.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:aa69a382b75d387b92131b8930405109
|
1.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نمذجة تخفيف طيف الزلزال بالاعتماد على الموقع: دراسة حالة نيجيرية
- Translated title (French)
- Modélisation de l'atténuation du spectre sismique en fonction du site : étude de cas nigériane
- Translated title (Spanish)
- Modelado de atenuación de espectros sísmicos de dependencia del sitio: estudio de caso nigeriano
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2056541355
- DOI
- 10.4236/ijg.2011.24058
References
- https://openalex.org/W2017483751
- https://openalex.org/W2025223191
- https://openalex.org/W2045207293
- https://openalex.org/W2055807676
- https://openalex.org/W2098785702
- https://openalex.org/W2112470194
- https://openalex.org/W2129908923
- https://openalex.org/W2142018458
- https://openalex.org/W2148794660
- https://openalex.org/W2163222582