Earthquakes are natural phenomena with high social impact. Understand the roles of geophysics, geology and
earthquake engineering in earthquake hazard analysis. Explore the issues faced in seismic hazard assessments
for the areas of interest on case studies of recent earthquakes. Learn the procedures which can be directly
applied in practice (e.g., reinsurance industry), as well as current topics of the basic geophysical research with
high public importance.
Last update: Rudolf Trnka (31.05.2023)
Zemětřesení představují přírodní jevy s velkými společenskými dopady. Seznámíme se s rolí geofyziky, geologie a
seismického inženýrství v odhadu zemětřesného ohrožení. Na případech nedávných zemětřesení pak ilustrujeme
konkrétní problémy, se kterými je nutné se vypořádat při odhadu seismického ohrožení pro vybranou oblast.
Záměrem kurzu je nejen obeznámení s postupy, které lze aplikovat přímo v praxi (např. v pojišťovacím průmyslu),
ale též prezentace témat základního geofyzikálního výzkumu s praktickým uplatněním ve společensky naléhavé
problematice.
Aim of the course -
Last update: Rudolf Trnka (31.05.2023)
A general introduction to the methods of seismic hazard analysis - an overview of the input data and the tools in deterministic and probabilistic seismic hazard assessment; discussions of the related uncertainties.
Last update: Rudolf Trnka (31.05.2023)
Obecný úvod do problematiky odhadu seismického ohrožení - přehled vstupních dat a používaných nástrojů v deterministických i pravděpodobnostních metodách; diskuze souvisejících neurčitostí.
Literature -
Last update: Rudolf Trnka (31.05.2023)
Kramer, S. L. (1996). Geotechnical earthquake engineering. Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ.
McGuire, R. K. (2004). Seismic Hazard and Risk Analysis, Earthquake Engineering Research Institute, Oakland, CA.
Reiter, L., (1990). Earthquake Hazard Analysis - Issues and insights, Columbia University Press, New York.
Last update: Rudolf Trnka (31.05.2023)
Kramer, S. L. (1996). Geotechnical earthquake engineering. Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ.
McGuire, R. K. (2004). Seismic Hazard and Risk Analysis, Earthquake Engineering Research Institute, Oakland, CA.
Reiter, L., (1990). Earthquake Hazard Analysis - Issues and insights, Columbia University Press, New York.
Requirements to the exam - Czech
Last update: Rudolf Trnka (31.05.2023)
Zkouška je písemná, požadavky odpovídají sylabu v rozsahu prezentovaném na přednášce.
Syllabus -
Last update: Rudolf Trnka (31.05.2023)
Introduction Science vs. Engineering. Seismic hazard vs. Seismic risk. Engineering seismology vs. Earthquake engineering.
Ground motion parameters Peak values of acceleration, velocity, displacement - their use. Response spectra and relation to Fourier spectra. Random vibration theory and inverse random vibration theory (RVT, resp. IRVT).
Ground motion prediction Ground motion prediction equations (GMPE). Analysis of uncertainties. Source - path - local effects.
Local site effects Geophysical and geotechnical site (MASW, CPT, ambient vibrations). Microzonation. Non-linear site response. Numerical modeling of site effects. Secondary phenomena (soil liquefaction, landslides).
Probabilistic seismic hazard assessment (PSHA) Seismic source zonation. Probability distributions of earthquake sizes and ground shaking levels. Time occurrence probability distributions of seismic events. Epistemic vs. aleatory uncertainties. Logic trees. Deaggregation of PSHA. Earthquake scenarios.
Seismic risk and building codes Ground shaking vs. structural damage. Design spectra. Uniform hazard spectrum.
Last update: Rudolf Trnka (31.05.2023)
Úvod Základní výzkum vs. Inženýrství. Seismické ohrožení (angl. hazard) vs. riziko (angl. risk). Inženýrská seismologie vs. seismické inženýrství.
Relevantní parametry pohybů půdy Špičkové hodnoty zrychlení, rychlosti, posunutí - jejich význam. Spektra odezvy a jejich vztah k Fourierovským spektrům. Přímá a obrácená teorie náhodného chvění (RVT, resp. IRVT).
Předpověď pohybů půdy Rovnice očekávaných pohybů půdy. Rozbor neurčitostí. Zdroj - šíření - lokální efekty.
Lokální efekty Geofyzikální a geotechnické měření parametrů lokálního prostředí (CPT, MASW, seismický šum). Mikrorajónování. Nelineární odezva. Vliv topografie. Numerické modelování lokální odezvy. Sekundární jevy (zkapalnění půdy, sesuvy).
Pravděpodobnostní model ohrožení Zonace podle seismogenních oblastí. Pravděpodobnostní rozdělení velikosti zemětřesení a síly otřesů. Pravděpodobnostní modely časového rozložení seismických jevů. Epistemická vs. aleatorní neurčitost. Logické stromy. Deagregace modelu ohrožení. Scénáře pro význačná zemětřesení.
Seismické riziko a stavební normy Otřesy vs. škody na budovách. Design spektrum. Spektrum jednotné úrovně ohrožení.
