13ª Conferencia Mundial sobre Ingeniería Sísmica de Vancouver, BC,

Canadá 1 hasta 6 agosto 2004 Paper No. 2151

CARACTERÍSTICAS DE EFECTOS DE SITIO DE DAÑOS CONCENTRADO zona debido a la COLIMA TERREMOTO 2003 (M7.6), MEXICO

T. Enomoto1, J. Lermo2, M. Navarro3, N. Abeki4, K. Masaki5

RESUMEN

En 21 de enero 2003, la ciudad de Colima, la capital de la provincia de Colima, fue atacado el terremoto Colima (M7.6) se produjo en la zona de subducción a lo largo de la costa del Pacífico de México y sufrió muchos daños y perjuicios por los edificios que eran uno o dos pisos mampostería o muro de mampostería con RC enmarcado edificios. El epicentro se localizó a unos 200 km al sureste lejos de la ciudad de Colima. La zona sísmica estimada era zona norte de la 1985 Michoacán, México Terremoto (M8.1). También había muchos grandes terremotos ocurrieron en esta zona de subducción y, de hecho, en 1995, Colima Terremoto (M7.9) se produjo en el área justo al norte del terremoto Colima 2003 y graves daños de los edificios se distribuyeron en Manzanillo, pero los daños fueron muy leve en la ciudad de Colima. Después del 1995 Colima Terremoto, la microzonificación sísmica se realizó en la ciudad de Colima utilizando mediciones sísmicas y microtemblores. Así, se determinó la relación entre la distribución edificio dañado y el resultado de microzonificación. Y también, a fin de investigar el suelo temblando características en área concentrada daños en la ciudad de Colima, se observó microtrepidaciones densamente, alrededor de 160 puntos, en esta área. La zona concentra el daño se divide en tres regiones, la Región 1 era Villa región de Álvarez, Región 2 era región centro histórico y de la Región 3 fue región negocio, se localizaron y capturado por pequeños ríos. En promedio periodo predominante de la superficie poco profunda estructuras de suelo de cada región, se trata de 0,11 y 0,56 segundos en la Región 1, alrededor de 0,13 y 0,4 segundos en la Región 2 y aproximadamente 0,17 y 0,33 segundos en la Región 3. Y no es tan clara, pero no apareció largo período en características espectrales H / v, aproximadamente 2,0 a 3,0 seg en todas las regiones debido a la estructura del suelo de profundidad. Especialmente, en la Región 1, se realizó un análisis más detallado sobre el efecto del sitio.

INTRODUCCIÓN

El 2003 Colima, México Terremoto (Ms7.6) se produjo a las 20:06:31 en 21 de enero de 2003 (hora local), el epicentro se localizó en cerca de la costa del Pacífico en México, y los fuertes daños para los residentes y la construcción de estructuras se distribuyen ampliamente en el Estado de Colima y muchos daños se concentraron en la ciudad de Colima, capital del Estado de Colima. La distancia epicentral fue a unos 200 kilómetros lejos de la ciudad de Colima, en dirección sur-oeste y la región de origen se encuentra en la zona de subducción a lo largo de la costa del Pacífico en México. Esta zona de subducción es muy alta actividad sísmica y luego muchos grandes terremotos que tienen gran magnitud, se trata de 8,0 en la escala Mw, por ejemplos, el 1985 Michoacán, México Terremoto (Mw8.2) se había producido en la región al sur del Colima 2003 Terremoto junto a la zona de subducción y, recientemente, el 1995 Colima, México Terremoto (Mw7.9) también se había producido en la región al norte del terremoto Colima 2003. En el 1995 Colima, México terremoto, la zona se concentra el daño era muy diferente de la zona donde fueron dañados debido al terremoto de Colima 2003. El área dañada pesada debido al Terremoto 1995 Colima fue la ciudad de Manzanillo, donde se enfrentaron a la costa del Pacífico, pero la zona pesada dañado debido al terremoto de Colima 2003 era la ciudad de Colima, donde se encuentra a unos 200 kilómetros en el interior de la Costa del Pacífico y no eran tan graves daños en la ciudad de Manzanillo. Por supuesto, la ubicación del epicentro, región de origen, la escala de magnitud y características del edificio dañados fueron diferentes entre los dos terremotos pero es muy extraño que incluso si la distancia epicentral de la ciudad de Manzanillo fue más corto que el de la ciudad de Colima en el Colima terremoto de 2003, pero los daños en la ciudad de Colima fueron más pesados que los de la ciudad de Manzanillo. Una de las razones que realizó dicha diferencia en tanto terremoto, pensamos que las condiciones subterráneas en la estructura profunda y superficial de la estructura en esta región, principalmente preocupados a las condiciones del suelo de poca profundidad. Después del 1995 Colima Terremoto, el estudio de microzonificación se realizó en la investigación daños en la ciudad de Colima utilizando microtemblores observaciones y los resultados investigados ya se informó. Hemos hecho las observaciones densamente microtemblores en áreas concentradas de daños en la ciudad de Colima y evaluado la frecuencia predominante debido a las estructuras de suelos poco profundos y en comparación con las estructuras de los edificios. En este trabajo, nos gustaría mostrar los resultados de la distribución del período predominante obtenido de la observación microtemblores y los daños de la construcción de estructuras.

ESQUEMA DEL TERREMOTO 2003 COLIMA 1) - 2)

El epicentro se localizó a N18.22, W104.6 y la profundidad focal fue a unos 10 km de profundidad. La magnitud se evaluó Mw7.6 [SSN] y también el instituto de varias han estimado e informado y reportado como Mw7.4 [Harvard Univ.] Y Mw7.8 [USGS]. Los parámetros de la fuente se estimaron como L = 60 kilometros, W = 30 kilometros, M0 = 1.6x1020Nm y Dean = 1,5m y el mecanismo de fuente también se estimó como un bajo ángulo de empuje tipo deslizamiento ocurrió en límite de placas entre la placa del

Pacífico y la placa de América del Norte . Las principales áreas dañadas fueron Colima y Jalisco Estado indican en la figura 1. En cuanto a los daños humanos, la muerte fue de 26, los heridos fue alrededor de 1000 [Reportado al 23 de enero 2003] y en cuanto a los daños de la construcción de estructuras estaban a punto 22.000 en la zona dañada, principalmente en el Estado de Colima.

Figura 1 Ubicación de Epicentro e intensidad sísmica evaluado debido al terremoto de Colima del 23 de enero 2003 2003.

Tabla 1 Información estadística sobre daños de construcción

DR = (HN + 0,5 * MN) / NN, HDR = HN / NN, Número de edificios pesadamente dañado: Demoler

Fig. 2 Ubicación de las ciudades y pueblos de la provincia de Colima.Tabla 1 y la Figura 2 muestran la información estadística sobre los daños de la construcción de estructuras.

REPORTAJE geográficas y geológicas EN CIUDAD COLIMA

La condición geológica en la ciudad de Colima y sus inmediaciones se relaciona con los materiales volcánicos del Volcán de Colima que se encuentra a unos 100 kilometros lejos de la ciudad de Colima en la dirección norte-este. Volcán de Colima es muy activo en la reciente actividad volcánica y estalló en diciembre de 2002, aproximadamente un mes antes de la ocurrencia del 2003 Colima, México terremoto. En la parte sur de la ciudad de Colima, no se distribuyen ampliamente la roca basal constituida por caliza y los materiales volcánicos del volcán de Colima fue detenido el flujo por la roca sótano outcropped y

acumulado y cubrieron la roca sótano. Básicamente, la superficie del terreno se inclina suavemente de noreste a suroeste sentido influenciado por la actividad del Volcán de Colima. Ciudad de Colima fue desarrollado en el depósito de los materiales volcánicos del volcán de Colima. La elevación de la zona noreste de la ciudad de Colima, donde es el punto más alto es 540m de altura y de la zona suroeste, donde está el punto más bajo es el nivel de superficie de alta y planta 440m en el área de la ciudad y sus alrededores se inclina suavemente a lo largo de noreste a suroeste dirección como se ha mencionado arriba. La figura 3 muestra la situación geológica en la ciudad de Colima. La geología de superficie es diferente en función de las zonas de la ciudad y que se dividen en 4 categorías, (i) Ácido volcánico Brecha (BVA), (ii) Conglomerado arenisca (ar-cg), (iii) Conglomerado (cg), ( iv) aluvial Stratum (al).De acuerdo a las categorías mencionadas anteriormente indicadas en la figura 3, la parte noreste de la ciudad de Colima está constituido por Conglomerado andesita y la parte oeste de la ciudad de Colima está constituida por areniscas y conglomerados del casi toda el área de la ciudad de Colima está constituido por materiales volcánicos del Volcán Colima incluyendo Conglomerado andesita. El área de la parte sureste de la ciudad de Colima está desarrollando el depósito aluvial y la profundidad del depósito aluvial no es tan grueso y, básicamente, los principales materiales de suelo están constituidos por estrato de grava. Y hay muchos pequeños ríos que fluyen hacia abajo de noreste a suroeste dirección según la inclinación del relieve en la ciudad de Colima.

Fig. 3 condición geológica en Colima

RESULTADOS DEL ESTUDIO microzonificación 3) - 4)

El perfil de la estructura subterránea de profundidad en el área de la ciudad de Colima y sus alrededores no es tan clara, pero, en general, la roca sótano está constituida por tobas y la profundidad de los materiales volcánicos cubrió la roca sótano se estima a unos 800 metros de profundidad. Este depósito se ha generado por muchos fenómenos de flujo de escombros de tiempo y se constituye a partir de las múltiples capas complejas de grava, arena y arcilla de origen roca volcánica. Se puede observar que la capa superior de la mayoría está constituida por estrato aluvial. Se realizó la observación microtemblores continua relacionada con el estudio de microzonificación en Colima Ciudad después de la 1995 Colima Terremoto. De los resultados reportados de observación, ha aparecido dos picos específicos claramente en la Fourier Spectra, uno se apareció en un poco rango largo período en alrededor de 3,0 seg que es generado por microsismos en cuestión a la estructura subterránea profunda y el otro se apareció a

alrededor de 0,3 a 0,4 segundos, que se genera por microtrepidaciones trate, a la estructura del suelo blando de poca profundidad en la capa superficial. Y estos picos específicos se reconocen en situación estable.

DAÑOS A LA DISTRIBUCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE EDIFICIOS

Muchos edificios dañados debido al terremoto de Colima 2003 se distribuyeron en la ciudad de Colima y Villa de Álvarez Ciudad, situado justo al oeste de la ciudad de Colima. La figura 4 muestra la distribución de los daños de los edificios en la ciudad de Colima y Villa de Álvarez Town y se puede ver que hay tres regiones (Región 1-3), donde se concentran los edificios dañados y, sobre todo, densamente distribuida en la Región 1. Estos tres regiones se encuentran en las áreas a lo largo de los ríos que fluyen hacia abajo de noreste a suroeste dirección en la ciudad. Y también, estas regiones se sitúan en el límite de las diferentes condiciones geológicas, es decir, entre ácida volcánica Brecha (BVA) y Conglomerado andesita (ar-cg), que se indican en la figura 3. Especialmente, Conglomerado andesita (ar-cg) están constituidos por múltiples capas de suelo de la capa de arena y suelo arcilloso incluyendo Conglomerado andesita redonda (ar-cg), que tiene alrededor de 3,0 m de diámetro en el máximo. Así, la capa superficial del suelo se constituye una condición relativamente blanda del suelo que está a unos 200m / s en velocidad de la onda S. En general, las características de la estructura del edificio existieron en tres regiones son estructuras de mampostería sin refuerzo llamados de adobe y mampostería que son de poca altura y la construcción a pequeña escala con 1- 2 historias. Sobre todo, las estructuras de adobe son mayores de estructuras Mampostería y sufrieron daños más pesada y la relación de daños es mayor en consideración estadística.

Los edificios dañados se muestran en la foto 1 (a) - Foto 1 (f). Foto 1 (a) - Foto 1 (c) muestra la construcción pesada dañado ubicada en la Región 1, pero las principales estructuras de los edificios destruidos ya fueron demolidas. Foto 1 (d) - Foto 1 (f) muestra las grietas de cizalla típicos generados en las paredes estructurales justo al lado del espacio abierto de edificios ubicados en la Región 2 y 3. Por lo tanto, podríamos estimar que la intensidad sísmica era mucho más grande en la Región 1 que la intensidad en la Región 2 y 3. La figura 5 muestra la distribución de los daños en la Región 1, en donde fue el área más concentrada daños, con las condiciones de avería.

Fig. 4 Ubicación de la Región 1 - 3 de áreas dañadas en la ciudad de Colima, Villa de Álvarez y su vecindad y Distribución de sitios de observación microtemblores.

Fig. 5 Distribución de los edificios dañados en la Región 1, Villa de Álvarez

Foto 1 Dañado situación de los edificios en el área concentrada daños en la ciudad de Colima y Villa de Álvarez.

TIERRA QUE SACUDE LAS CARACTERÍSTICAS DE OBSERVACIÓN microtemblores 5) - 6)

La observación microtemblores se realizó a unos 150 sitios durante 4 días a partir 28 de febrero al 3 de marzo de 2003, sobre el establecimiento densamente intervalo de 50 metros en las tres regiones (Región 1-3), donde se concentran los edificios dañados. La observación microtemblores hecho por la SPC-35 (Tokio Sokushin Co. Ltd), el tipo de servo, 3 componentes de velocidad sismómetro con amplificadores específicos y observó tres componentes, NS, EW y componentes UD simultáneamente. Las características de frecuencia son planas en más de 0,2 Hz. El número total de sitio de observación es 151 y la duración de observación fue de 180 segundos en cada sitio con frecuencia de muestreo de 100Hz. La ventana de tiempo estable con 40,96 segundos en la forma de onda observada fue elegido en cada sitio y calcula Fourier Spectra de tres componentes por el método FFT con la ventana Parzen (ancho de banda es 0,3 Hz) para alisar y finalmente obtuvo el / V espectros H que se obtiene de dividir las dos componentes horizontales compuestas dimensionales, NS y EW componentes, por la componente vertical, componente UD.

La figura 6 muestra los ejemplos de formas de onda microtemblores observados, componentes NS, EW y UD, respectivamente.

Fig. 6 formas de onda de microtemblores observada, (a) NS Componente (b) EW componente (c) Componente

Planta Sacudiendo Características de los daños concentrado Área

Como se mencionó anteriormente, los edificios dañados se concentraron en la Región 1, por lo que, se investigó el suelo temblando características en esta región utilizando los registros microtemblores observados. Fig. 7 muestra el área concentrada daños en la Región 1. La figura 7 (a) muestra las características espectrales en el sitio de E07 en los que no se dañaron zona y también la figura 7 (b) muestra las características espectrales en el sitio de M14, donde era pesada área dañada. Como se indica en el espectro de H / V en E07 y M14, los picos claros aparecieron en 0.6 segundos y continuaron gran amplitud hasta 1,0 segundos en el sitio de E07 en los que no era tan pesada zona dañada, pero los picos espectrales apareció en alrededor de 0,1 a 0,2 segundos y 0,5 - 0,6 segundos en el sitio de M14, donde era pesado zona dañada. La diferencia es muy claro que la zona, donde se produjo el daño pesado en edificios con una o dos historias se concentraron, han aparecido los claros picos en las características espectrales a corto plazo van sobre 0,1 a 0,2 seg. Y la figura 8 (a) muestra la distribución de las características espectrales / V H en varios sienta donde no eran tan pesadas dañado edificios y también, en comparación, la figura 8 (b) muestra la distribución de las características espectrales H / V en varios sitios donde se concentró los edificios dañados pesados.

Figura 7 (a) espectros de Fourier y H / V Spectrum en zona no dañada, el sitio E07

Figura 7 (b) los espectros de Fourier y H espectro / V en Zona dañada, sitio de la M-14

Fig.8 (a) características H / V espectral en varios sitios en no zona dañada

Figura 8 (a) Características de H / V espectrales en varios sitios de la Zona muy dañada

Características de Efecto sitio del daño concentrado Área

Observamos los microtrepidaciones en muchos sitios en la Región 1. Por lo tanto, hemos investigado las características espectrales para el efecto sitio dividiendo cuidadosamente los sitios microtemblores observada en dos grupos, que son el lugar donde no se existía edificio dañado cerca del sitio y el sitio donde fueron existido edificios dañados pesados cerca del lugar, y la superposición de la / V espectro H de varios sitios. Fig.9 (a) muestra los resultados de la superposición H / V espectro y las características promediados de espectro H / V en ninguna zona dañada y también la figura 9 (b) muestra los resultados de la superposición y las características promediados de H / espectro de V en la zona dañada pesada, respectivamente. Incluso si en la comparación de las características espectrales H / V promediados entre la zona no dañada y zona dañada pesada, es muy claro que apareció el pico espectral a aproximadamente 0,1-0,2 segundos en la zona dañada pesada. Por lo general, se estima el periodo natural de edificios mediante el uso de la relación entre el periodo natural de la construcción de "T" y el número de pisos de construcción "N", que se ha representado por la relación, T = 0,05 o 0.06N. No tenemos ninguna información sobre este tipo de relación en la Ciudad de Colima pero podríamos estimar que el período natural de los edificios dañados pesados se evaluaría sobre 0,1 a 0,2 segundos en caso de edificio de dos pisos en esta zona. Así, el período natural de la construcción para los edificios pesados dañadas en el área concentrada daños en Colima City está muy cerca del período predominante de la superficie del suelo superficial y el efecto de resonancia, se ha generado en la zona daños se concentraron, sobre todo en la Región 1.

Y se puede ver que el pequeño pico en el rango de 2,0 a 3,0 seg es comúnmente reconocido en cada región, respectivamente. Las características de frecuencia obtenidos de H / V espectros está de acuerdo con los resultados reportados de microzonificación estudio realizado en la ciudad de Colima después del terremoto 1995 Colima.

Figura 9 (a) las características del efecto del sitio utilizando por H / V espectral en varios sitios en zona no dañada y su promedio

Figura 9 (a) las características del efecto del sitio utilizando por H / V espectral en varios sitios en la zona fuertemente dañada y su promedio

CONCLUSIONES

Los edificios dañados se concentraron en tres regiones de la ciudad de Colima y sus alrededores debido al terremoto de Colima 2003. Estas regiones se encuentran en las zonas donde se encuentran atrapados por los pequeños ríos que bajan de noreste a la dirección suroeste a lo largo de la inclinación de la superficie del suelo desarrollado en las áreas de la ciudad de Colima y Villa de Álvarez. Teniendo en cuenta la influencia de la superficie de la condición del suelo superficial a la consideración de los daños del edificio, se realizó la observación microtemblores densamente en tres regiones y comparamos con el anterior resultado del estudio de microzonificación.

(1) De acuerdo con los resultados de la observación microtemblores, se aparecieron los picos predominantes promediados generados por las condiciones del suelo superficial en alrededor de 0,11 y 0,56 segundos en la Región 1, a aproximadamente 0,13 y 0,4 segundos en la Región 2 y en alrededor de 0,17 y 0,33 segundos en la Región 3, respectivamente. Y también, los picos se reconocen en el rango 2,0 a 3,0 segundos en un poco de largo alcance periodo, comúnmente, en cada región y estos largos características de época es causada por los microsismos se trate a la estructura subterránea profunda en esta área. Por último, los resultados del período predominante de suelos obtenidos de observaciones microtemblores son muy similares a los resultados anteriores en la ciudad de Colima y sus alrededores.

(2) Se han analizado las características del efecto sitio en el área de daño concentrado, Región 1, dividiendo el microtemblores observó sitios en dos grupos, que son los sitios no hay daños y sitios daños pesados. Las características espectrales H / V eran claramente diferente. En los sitios de daño pesados, existen aparecieron los picos espectrales claras en poco tiempo van sobre 0,1 a 0,2 segundos y, a la inversa, en los sitios no hay daño, no se aparecieron los picos espectrales en corto alcance periodo. Por lo tanto, pensamos que el corto periodo de componentes, sobre ,1-,2 seg, generó la fuerte influencia de los edificios dañados pesados como el efecto de resonancia entre las condiciones del suelo de la superficie y las condiciones de construcción.

(3) Pensamos que la condición de la superficie del suelo en la ciudad de Colima y sus alrededores, en general, es una condición muy suave y significa que la capa más alta de la estructura del suelo superficial es tan blandengue y no encontramos un claro contraste entre la parte superior más capa superficial y la capa inferior, tal vez constituidas de grava y arena. Y pensamos que, especialmente en el daño se concentró la Región 1, la profundidad de la capa superficial del suelo blando es muy fina y hay que comprobar los datos del pozo para obtener la evidencia de la función compuesta de la estructura del suelo superficial detallada en el futuro.