Effects of the soil properties on the sea pressure profile due to seismic motions

• Rodríguez-Castellanos, Alejandro ^[1] ; Ávila-Carrera, Rafael ^[1] ; Pineda-León, Ernesto ^[2] ; Martínez- Calzada, Víctor ^[2] ; Sánchez-Sesma, Francisco José ^[3]
  1. [1] Instituto Mexicano del Petróleo

     Instituto Mexicano del Petróleo

     México

     
  2. [2] Instituto Politécnico Nacional

     Instituto Politécnico Nacional

     México

     
  3. [3] Universidad Nacional Autónoma de México

     Universidad Nacional Autónoma de México

     México

     

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• Localización: Geofísica internacional, ISSN 0016-7169, ISSN-e 2954-436X, Vol. 56, Nº. 4, 2017, págs. 359-375
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    Un gran número de sismos tienen epicentros en áreas fuera de la costa y sus efectos son preocupantes. Este artículo aplica, para problemas bidimensionales, el Método Indirecto de Elementos Frontera para calcular el perfil de presiones sísmicas, en toda la profundidad del agua, debida a la incidencia de ondas P y SV sobre un fondo marino, el cual se caracteriza por su relación de Poisson. Se hace énfasis también en las amplificaciones del fondo marino. Nuestra formulación puede ser considerada como una implementación numérica del Principio de Huygens, en el cual las ondas difractadas son construidas desde las fronteras desde las cuales son radiadas. Esto es equivalente al teorema de representación de Somigliana. Los resultados numéricos muestran la importancia de las propiedades del suelo marino debido a que el perfil de presiones muestra mucha dependencia respecto a ellas. En algunos casos, las amplificaciones de las presiones son seis veces entre valores extremos del suelo. Se incluyen también, resultados de modelos con estratos y se evidencia que las amplificaciones sísmicas que pueden alcanzarse se encuentran entre 15.57 y 18.36 veces la onda incidente P y SV, respectivamente.

  • English

    Large number of earthquakes have epicenters in offshore areas and their effects are a matter of great concern. This paper applies, for two dimensional problems, the Indirect Boundary Element Method to calculate the seismic pressure profile with the water depth due to the incidence of P- and SV-waves on the seabed, which can be characterized using the soil properties. Moreover, seismic amplifications of the seabed are highlighted. Our formulation can be considered as a numerical implementation of the Huygens’ Principle in which the diffracted waves are constructed at the boundary from which they are radiated. Thus mathematically, it is fully equivalent to the classical Somigliana’s representation theorem. Numerical results show the importance of knowing the properties of the marine soil because the pressure profile has an enormous dependence with respect to them. In some cases, pressure amplifications of six times between extreme values of soil materials can be expected. In addition, results from a layered numerical model evince that large seismic amplifications may be found, they can reach values up to 15.57 and 18.36 times the incident P- and SV-waves, respectively.