De aardbevingsreeks van Ridgecrest van 2019 heeft gebieden van het Los Angeles-bekken onthuld waar de versterking van het schudden van hoogbouw het grootst is, volgens een nieuw rapport in Seismologische onderzoeksbrieven .

De aardbeving van 6 juli 2019 met een kracht van 7,1, 200 kilometer (124 mijl) ten noorden van Los Angeles, veroorzaakte geen structurele schade in de stad. Maar sommige hoogbouw in het centrum van Los Angeles trilde aanzienlijk - zo erg dat hun bewoners aangaven zich misselijk te voelen van de beweging.

Alle gebouwen hebben een natuurlijke "trilling" of zwaaien, die civiel ingenieurs en seismologen de langste natuurlijke periode van het gebouw noemen, omdat het de tijd aangeeft die een gebouw nodig heeft om in één cyclus heen en weer te bewegen in een vlak evenwijdig aan de grond. Hoogbouw van 15 verdiepingen of meer, bruggen met grote overspanningen en brandstofopslagtanks met grote diameter, onder andere structuren, hebben meestal natuurlijke perioden van drie seconden of meer.

Met behulp van gegevens van een netwerk van seismische stations in het LA-bekken, Monica Kohler van Caltech en haar collega's stelden vast dat gebouwen met een lange periode de meeste versterking ondervonden van het schudden van de Ridgecrest-aardbeving.

Maar het effect was niet overal hetzelfde. In perioden van zes en acht seconden, de maximale versterking vond plaats in het westelijke deel van het LA-bekken en de zuid-centrale San Fernando Valley.

In het geval van een toekomstige aardbeving vergelijkbaar met Ridgecrest, een hoogbouw in die gebieden zou vier keer groter kunnen trillen dan een gebouw in het centrum van Los Angeles, concludeerden de onderzoekers. In een 52 verdiepingen tellend gebouw, dit betekent dat de bovenste verdiepingen wel een meter (ongeveer 3 voet) heen en weer kunnen zwaaien - of wel twee meter bij een aardbeving met een kracht van 7,6, de structurele integriteit van het gebouw onder druk zetten.

Wanneer seismische golven de zachtere sedimenten binnendringen die een bassin vullen, ze vertragen en hun energie "stapelt zich op, " het creëren van grotere amplitudegolven die leiden tot sterker schudden. Onderzoekers over de hele wereld hebben ontdekt dat in het algemeen, de diepste delen van het bekken - die met het meeste sediment op het gesteente - ervaren de meeste versterking.

Echter, Kohler en collega's vonden in hun onderzoek slechts een gedeeltelijke correlatie tussen bekkendiepte en versterking.

"Er is altijd de veronderstelling geweest dat hoe dieper de sedimenten of hoe dikker het bekken ... hoe meer versterking je zult zien, en we dachten dat we dat zouden zien met onze resultaten, "Zei Kohler. "Maar de locaties met de grootste versterkingen voor deze lange perioden van meer dan drie seconden zijn niet dicht bij het diepste deel van het bassin."

"Dat is zorgwekkend omdat de bouwcode van de volgende generatie wordt ontwikkeld, zodat deze parameters bevat die rekening houden met diepe bekkeneffecten, " voegde ze eraan toe, "en als je de locatie van de versterkingseffecten verkeerd hebt, je krijgt een toepassing van de bouwcode die niet geschikt is voor specifieke locaties."

De wetenschappers konden een patroon van siteversterking zien na de Ridgecrest-aardbeving met behulp van een netwerk van meer dan 500 seismische stations in de regio, inclusief 360 stations die behoren tot het Community Seismic Network (CSN). De CSN bestaat uit goedkope versnellingsmeters die in de omgeving van Los Angeles zijn geplaatst, met name in Los Angeles Unified School District gebouwen. Gegevens uit het netwerk kunnen op de sensorlocatie of in de cloud worden verwerkt, en Kohler noemt het 'een echt geweldig voorbeeld van een burgerwetenschapsproject dat al tien jaar werkt'.

"Hoe dichter het seismische netwerk dat je hebt, de betere resolutie, hoe beter je kleinschalige variaties in grondschudden kunt zien, ’ legde Kohler uit.

Ze vergeleek de resultaten met het plotseling in staat zijn de kenmerken van individuele sterren uit een kosmische waas te halen met een betere telescoop. "We zien een detailniveau dat veel groter is dan ooit tevoren."

Het is waarschijnlijk dat verschillende verschijnselen bijdragen aan variaties in de versterking van het schudden rond het bassin, merkte Kohler op. Zij en haar collega's zijn vooral geïntrigeerd door één mogelijkheid:dat ondiep begraven sedimentafzettingen in verband met historische waterwegen en olie- en gasontwikkeling een rol kunnen spelen.

"We onderzoeken actief of er een ruimtelijke correlatie is tussen waar deze oude en huidige watersystemen in verband met de L.A.-rivier een effect zouden kunnen hebben, "Köhler zei, "of er een relatie is tussen waar de watersystemen bestaan ​​en vroeger bestonden, en het soort versterking dat je ziet in grondbeweging."