RECONOCIMIENTO GEOTCNICO DE LAS TERREMOTO DE 2010 DARFIELD (NUEVA ZELANDA)Versin 1:14 de noviembre de 2010

EDITORES Russell A. Green - nos plomo (Virginia Tech, Blacksburg, VA, USA) Misko Cubrinovski - NZ plomo (Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda) Autores contribuyentes (por orden alfabtico) John Allen-(TRI\/ambiental, Inc., Austin, TX, USA) Scott Ashford-(Universidad Estatal de Oregon, Corvallis, OR, USA) Elisabeth Bowman-(Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda) Brendon Bradley-(Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda) Brady Cox-(Universidad de Arkansas, Fayetteville, AR, USA) Misko Cubrinovski-(Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda) Russell A. Green-(Virginia Tech, Blacksburg, VA, USA) Tara Hutchinson-(Universidad de California, San Diego, CA, USA) Edward Kavazanjian-(Universidad Estatal de Arizona, Tempe, AZ, USA) Rolando Orense-(Universidad de Auckland, Auckland, Nueva Zelanda) Thomas O'Rourke (Universidad de Cornell, Ithaca, NY, Estados Unidos) Michael Pender-(Universidad de Auckland, Auckland, Nueva Zelanda) Mark Quigley-(Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda) Liam Wotherspoon-(Universidad de Auckland, Auckland, Nueva Zelanda)

OTROS colaboradores (por orden alfabtico) Tom Algie-(Universidad de Auckland, Auckland, Nueva Zelanda) Jawad Arefi-(Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda) John Berrill-(Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda) William Godwin-(Fugro William Lettis y Associates, Inc., Walnut Creek, CA, USA) Takashi Kiyota-(Instituto de Industrial Science, Universidad de Tokio, Tokio, Japn) TAM Larkin-(Universidad de Auckland, Auckland, Nueva Zelanda) Mitsu Okamura-(Universidad de Ehime, Matsuyama, Japn) Kelly Robinson-(Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda) Merrick Taylor - Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda) Hirofumi Toyota-(Universidad de tecnologa de Nagaoka, Nagaoka, Japn) Thomas Wilson-(Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda)

Fotografa en portada frontal: propagacin Lateral crack que se ejecuta a travs del patio y construccin en la Iglesia de San Pablo, Dallington, Christchurch, NZ

TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIN 2. ASPECTOS GEOLGICOS 3. ASPECTOS SISMOLGICOS 4. LICUEFACCIN Y PROPAGACIN LATERAL 5. IMPACTO EN LAS ESTRUCTURAS DEL EDIFICIO 6. RENDIMIENTO DE DIQUES (O STOPBANKS) Y LAGUNA DE OXIDACIN TERRAPLENES 7. EFECTOS SOBRE LNEAS

1. INTRODUCCIN 04 De septiembre de 2010, un terremoto de magnitud 7,1 m golpe la regin de Canterbury al sur w Isla de Nueva Zelanda. El epicentro del terremoto fue ubicado en la zona de Darfield unos 40 km al oeste del Distrito Central de negocios (CBD) de Christchurch. Se ha producido daos a edificios de mampostera pueden en toda la regin durante el mainshock y posteriores rplicas grandes. Particularmente, fue infligido daos a lneas y casas residenciales debido a la licuefaccin generalizada y lateral propagando en zonas cercanas a los principales arroyos, ros y humedales en Christchurch y Kaiapoi. A pesar de los graves daos a la infraestructura y casas residenciales, afortunadamente, no hay muertes ocurrieron y slo dos fueron heridos en este terremoto. Desde un punto de vista de ingeniera, se puede argumentar que los aspectos ms significativos de el terremoto de Darfield 2010 fueron geotcnicos en la naturaleza, con la licuefaccin y lateral propagacin de ser los principales culpables del dao causado. Tras el terremoto, se llev a cabo un reconocimiento geotcnico por una conjunta USA-NZ Equipo de Japn, con la financiacin principal para el contingente de Estados Unidos procedentes de GEER y parcial apoyo proveniente de PEER y EERI. La mayora de las observaciones presentadas en este informe como resultado de los esfuerzos de reconocimiento durante un perodo de seis das (de 10 a 15 de septiembre de 2010). Sin embargo, uno de los miembros del contingente de Estados Unidos resida en Christchurch en el momento de la terremoto y comenz interpretando el reconocimiento inmediatamente despus del terremoto, como hicieron a varios miembros del contingente de NZ. Adems, un miembro del contingente de Estados Unidos realiz una visita de reconocimiento en la semana del 10 de octubre de 2010, con el objetivo principal de la visite en el desempeo de lneas de vida. El equipo incluye a los siguientes miembros:Prof. Assoc. Russell A. Green nos plomo (Virginia Tech, Blacksburg, VA, USA) Assoc. Prof. Misko Cubrinovski plomo NZ (Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda) El Sr. Tom Algie (Universidad de Auckland, Auckland, Nueva Zelanda) Sr. John Allen: (TRI\/ambiental, Inc., Austin, TX, USA) Prof. Scott Ashford (Universidad Estatal de Oregon, Corvallis, OR, USA) Sr. Jawad Arefi (Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda) Dr. Elisabeth Bowman (Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda) Dr. Brendon Bradley (Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda) Ayudar. Prof. Brady Cox (Universidad de Arkansas, Fayetteville, AR, USA) Dr. William Godwin (Fugro William Lettis y Associates, Inc., Walnut Creek, CA, USA) Prof. Tara Hutchinson (Universidad de California, San Diego, CA, USA) Prof. Edward Kavazanjian (Universidad Estatal de Arizona, Tempe, AZ, USA) Dr. Tam Larkin (Universidad de Auckland, Auckland, Nueva Zelanda) Dr. Rolando Orense (Universidad de Auckland, Auckland, Nueva Zelanda) Prof. Thomas O'Rourke (Universidad de Cornell, Ithaca, NY, Estados Unidos) Prof. Michael Pender (Universidad de Auckland, Auckland, Nueva Zelanda) Dr. Mark Quigley (Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda) La Sra. Kelly Robinson (Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda)

1-1

Sr. Merrick Taylor (Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda) El Dr. Thomas Wilson (Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda) Dr. Liam Wotherspoon (Universidad de Auckland, Auckland, Nueva Zelanda)

Tambin participaron los siguientes miembros de JGS (sociedad japonesa geotcnicos) de Japn en el equipo de reconocimiento del 13 al 15 de septiembre de 2010:Prof. Mitsu Okamura: JGS plomo (Universidad de Ehime, Matsuyama, Japn) Prof. Assoc. Takashi Kiyota (Instituto de Industrial Science, Universidad de Tokio, Tokio, Japn) Assoc. Prof. Hirofumi Toyota (Universidad de tecnologa de Nagaoka, Nagaoka, Japn)

Los miembros GEER, NZ y JGS trabajaron como un equipo y recursos compartidos, informacin y Logstica para llevar a cabo el reconocimiento profundo y eficaz que cubre un rea grande durante un perodo de tiempo muy limitado. Este informe resume las pruebas clave y las conclusiones de la reconocimiento. Cualquier opinin, conclusiones y conclusiones o recomendaciones expresadas en este informe son las de los autores y no reflejan necesariamente las opiniones de los asociados organizaciones y organismos de financiacin.

AGRADECIMIENTOS Se prest apoyo a los participantes GEER en este trabajo de subvenciones de los nacionales de los Estados Unidos Fundamentos de ciencia (NSF) como parte del reconocimiento de eventos extremos de Geo-ingeniera (GEER) Actividad de la asociacin a travs de una concesin rpida de NSF y CMMI-00323914. El Reconocimiento de GEER equipo se realiz en coordinacin con equipos de EERI y PEER (Tenga en cuenta que Tara Hutchison fue miembro del GEER y equipos pares y Thomas O ' Rourke fue miembro del GEER y equipos EERI). Soporte principal para la nueva Los participantes Zelanda fue proporcionada por la Universidad de Canterbury y la Universidad de Auckland. Los participantes japoneses fueron parcialmente financiados por la sociedad japonesa de geotcnica (JGS). Se proporcion apoyo adicional para nuestros esfuerzos mediante el intercambio de informacin y ' limpieza casa \"las actividades de una investigacin del grupo re-convening cada noche en entorno de Canterbury (ECan), tras el reconocimiento de campo intenso durante el da. Agradecemos especialmente la Soporte de madera (Presidente de Nueva Zelanda sociedad de ingeniera de terremoto), Dr de Peter. Grant Dellow (GNS), Dr. Kelvin Berryman (Administrador de plataforma de los peligros naturales, GNS) y Helen Grant (ECan) para la asistencia general y proporciona acceso rpido a las propiedades y reas de inters. Esto incluye tambin un paso elevado de helicptero de la zona afectada para tres miembros de la equipo, a fin de reactivar los esfuerzos de reconocimiento. Mike Jacka y Kirsti Murahidy, de Tonkin y Taylor, Christchurch, proporcionado informacin valiosa relacionada con Licuefaccin inducida daos a propiedades residenciales. Estudiantes de postgrado de la Universidad de Canterbury Joshua Bird, Kim Rait y Patrick Kailey y tambin Josh Zupan, Universidad de California, Berkeley, y 1-2

Barbara Chang, de la Universidad de California, San Diego, con la asistencia de reconocimiento, datos gestin y elaboracin de este informe. Josh Zupan (Universidad de California, Berkeley) y Dr. Bruce Deam (Universidad de Canterbury) ayud a la publicacin del informe.

1-3

2. GEOLGICOS ASPECTOS Resumen En 4:35 el 4 de septiembre horaTH estndar de Nueva Zelanda (16:35 3 deRD UTC) la ruptura de una previamente Sept fallas de deslizamiento de huelga no reconocidos por debajo de las llanuras de Canterbury de la isla Sur de Nueva Zelanda produjo un terremoto de 7,1 Mw que caus daos generalizados en toda la regin. Aunque Este terremoto caus mucho dao a la regin de Canterbury, que permiti la dinmica y efectos de una importante huelga de traccin de fallas de ruptura que documentedin la ausencia fortuita de muerte o lesiones mayores. El bajo relieve y bien mantengan paisaje agrcola del Canterbury Llanuras proporcionan un entorno ideal para caracterizar incluso la ms sutil de relacionados con el terremoto deformacin de la tierra en alta resolucin. Este captulo resume el contexto geolgico bsico y suelo caractersticas de ruptura del terremoto.

Contexto geolgico del terremoto de Darfield (Canterbury)

El lmite de la placa tectnica entre las placas de Pacfico (P) y Australia (A) pasa a travs de la Isla Sur de Nueva Zelanda, donde las transiciones subduccin de la meseta de Hikurangi al norte en una zona de colisin de un continente-otro asociado con la colisin de la Chatham dorsal con corteza continental de la placa australiana (figura 2.1). Las placas a y p convergen oblicuamente en 4839 mm\/ao en Nueva Zelanda. La zona de colisin resultante entre estas placas no es una lnea en un Mapa, sino es una zona distribuida de fallas activas cada uno con su propia capacidad de generar grandes terremotos a lo largo y alrededor de Nueva Zelanda. La zona de fallas de Marlborough consiste en una serie de grandes fallas de 'transpressional' que sufren principalmente de lateral derecho desplazamiento con un componente de acortamiento, resultando en elevacin de montaa. Estas fallas en ltima instancia vincular a la falla alpina, que da cabida a ~ 70-75% de la placa relativa total movimiento del lmite entre las placas A-P con un valor de 27 5 mm\/ao de deslizamiento de la huelga y 5 10 mm\/ao de inmersin de traccin (vase revisin de Norris y Cooper 2001). El ~ 30% restante de la placa A-P movimiento es alojado por deslizamiento en una serie de fallas a lo largo de los Alpes del Sur y Llanuras de Canterbury. La falla de Greendale, que era la fuente de la Darfield 2010 (Canterbury) terremoto, es una de estas estructuras, aunque no fue reconocido antes a este terremoto. Gran parte de la propuesta es probable recogido en otras fallas grandes, tales como fallas de pasar de Porter, que tiene una tasa de deslizamiento de 3-7 mm\/ao (3-5 mm\/ao; por ejemplo, Cowan et al. 1996; Howard et al. 2005; 7 mm\/ao Wallace et al 2007). Modelado de campos derivados de GPS velocidad sugiere una velocidad de deformacin de 2 mm\/ao de WNW orientadas a contraccin permanente para la regin este de culpa de pasar de Porter a alta mar de Christchurch que aloja la culpa de Greendale (\"bloque de Canterbury\"; Wallace et al 2007). All son varias estructuras en esta regin, expresado en la superficie y 'oculto' debajo de la superficie, plantean un peligro de terremoto en Christchurch (p. ej., Hororata culpa, Hororata anticlinal,

2-1

Springbank culpa, Arroyo fallas Bobby, fallas de Greendale). Existen fallas de tendencias de E-W a lo largo de Canterbury y offshore en la dorsal de Chatham y algunas de ellas son ahora 'activa' (es decir, fallas que han tenido grandes terremotos en los ltimos aos ~ 10.000 o tienen el potencial de fallas para generar terremotos en el entorno moderno). En un sentido general, como fallas de tendencias de E-W el Greendale culpa tienden a ser fallas deslizantes huelga dominada (por ejemplo, pasar de Porter los errores; Bobby Creek Fallas, fallas de Ashley) mientras NE-SW a N S fallas tendencias tienden a ser fallas dominadas inversa de traccin con componentes ms pequeos de huelga-deslizamiento (por ejemplo, culpa de Springfield, Springbank culpa, Hororata Fallas). Como resulta de esta reciente terremoto, es importante obtener ms informacin sobre la ubicaciones de todas las fallas activas debajo de las llanuras de Canterbury (a travs de geofsicos y asignacin investigaciones) y historias de terremoto de todos los defectos (mediante el anlisis de asignacin y paleoseismic) en para poder comprender mejor el riesgo de que estas estructuras representan a la regin de Canterbury (Pettinga et otros 2001).

Lmite de placa A-P de la figura 2.1 a travs de Nueva Zelanda y convergencia tasas de p respecto a la a Placa. (Imagen cortesa de Jarg Pettinga)

2-2

El 04 de septiembre de 2010 terremoto de Darfield (Canterbury) El epicentro del terremoto fue ubicado aproximadamente a 10 km al sureste de la ciudad de Darfield (figura 2.2) con una profundidad focal de ~ 10 km preliminares USGS y centroide global soluciones de tensor de momento indican que la mainshock se asoci con casi puro dextral (derechodeslizamiento lateral) huelga-deslizamiento en un subvertical casi W E impactante culpa plano. El evento produjo un Traza de ruptura superficial de deslizamiento de huelga larga, dextral 28 km, alineados aproximadamente oeste-este (figura 2.2). Utilizando los datos de Nueva Zelanda redes nacionales y fuerte movimiento ssmicos, GNS sismlogos han propuesto que el proceso de ruptura implicados un componente de fallamiento inverso en profundidad. En el mes siguiente a la mainshock, la regin ha sufrido miles de rplicas de ML> 2 incluyendo once rplicas de m 5.0.LUN M L 5.2 aftershock el 8 de septiembre (NZST) ~ 7 kilmetros al sureste de la ciudad a una profundidad de ~ 6 km caus ms daos a la ciudad infraestructura. La frecuencia de ML> 2 rplicas ha disminuido en un orden de magnitud desde los das inmediatamente despus de la mainshock aunque an la posibilidad de terremotos de M5 sigue siendo, como la regin que se ajusta a la corteza deformacin asociada con la mainshock.

epicentro

Greendale fallas

Figura 2.2 Imagen area de la zona de Christchurch con la ruptura de la superficie de falla y el epicentro el terremoto de Darfield estn marcadas. La imagen es ~ 117 kilmetros.

2-3

Predominan las distribuciones Aftershock proximales a la parte de tendencia de E-W de la falla de Greendale por ~ E-W tendencias mecanismos de deslizamiento de huelga dextral, como se espera de anlisis cinemtico de la patrones de ruptura del terreno. Una nube de rplicas al oeste de la falla de Greendale, NE-tendencias entre Hororata y el Ro Rakaia est dominada por ~ tendencias NE empuje mecanismos de fallas. Una nube de rplicas al norte de la falla de Greendale, entre Darfield NE tendencias y la Ro Waimakariri es una mezcla de ~ tendencias NE empuje mecanismos de fallas fallas y resguardo de la huelga. A Enjambre NNO tendencias de sismicidad de ~ 5 km al norte del sur Rolleston a Lincoln consta de un mezcla de tendencias NW mecanismos de fallas normales y (probablemente) tendencias huelga dextral E-W mecanismos de deslizamiento. Los cinturones de tendencias NE y NW de sismicidad son consistentes con el campo observaciones de deformacin sutil en estas localidades, aunque estos aspectos requieren ms investigacin.

Caractersticas de la superficie de ruptura de fallas La zona de ruptura superficial identificado se extiende desde ~ 4 km ONO de la aldea de Greendale para unos 28 km a un extremo oriental ~ 2 km N-O de la ciudad de Rolleston (figura 2.2). Desvos y patrones de fractura revelan hasta 4,6 metros de desplazamiento, con un desplazamiento medio de ~2.3 m a travs de la ruptura toda. La figura 2.3 muestra las comparaciones de la falla de promedio y mxima desplazamientos con datos de error global compiladas por pozos y Coppersmith (1994). Como puede ser observado desde estas comparaciones, los desplazamientos de promedio y mximos son ligeramente mayores, pero muy cerca a la mejor lnea de los datos de error global. El desplazamiento en la Greendale Fallas durante el terremoto de Darfield fue dominado por el movimiento (lateral derecha) dextral (figura 2.4). Desplazamientos verticales de hasta ~ 1 m ocurren en restringir o liberar plegados. Este lado oblicuo por deslizamiento en el NW-sorprendente parte occidental el fallo result en desvo parcial de la Ro Hororata. La morfologa bruta de la falla es que una serie de E-W en huelga, NEversin rastros superficiales que detalladamente consisten en fracturas de tendencias de ESE Riedel con lateral derecho desplazamientos, las tendencias SE extensional fracturas, Riedel SSE a s tendencias ' fracturas con izquierda desplazamientos laterales y llamativo NE empujes y pliegues. Fueron capaces de desplazamientos tan pequeas como 1-5 cm asignar debido a las numerosas caractersticas rectas (por ejemplo, carreteras, vallas) cruzando la culpa. Como un consecuencia, la longitud de ruptura superficial de fallas de Greendale (SRL) se ha medido a una alta nivel de confianza. Sin embargo, cuando el SRL se traza contra magnitud momento (M), yw en comparacin con los datos de errores global (figura 2.5), el SRL Greendale parece muy corto para un Terremoto de 7.1 M. Esto es probable porque gran parte de la ruptura de la falla se produjo por debajo de la superficie w sin cualquier superficie clara expresin topogrfica. Un ENE tendencias, lnea larga de 6 km de Rota cercas y caminos ~ 2 km al sur de Prebbleton pueden indicar la presencia de otro que de fallas ruptura coincidiendo con el fallo de Greendale; Esta hiptesis se est probando con Adems de la cartografa geolgica y Geofsica corteza superficial. Tambin es el extremo oriental de la falla arrastrndose lentamente, sugiriendo que es posible que la medida subterrnea de la falla de Greendale se extiende ms hacia el este, a continuacin, la ruptura de la superficie. Las investigaciones en curso y asignacin de

2-4

deformacin en toda la regin proporcionar restricciones adicionales sobre el patrn espacial de ruptura superficial.

Figura 2.3 comparaciones de media (izquierda) y los desplazamientos de ruptura (derecha) superficie mxima para el terremoto de Darfield con datos de error global compiladas por pozos y Coppersmith (1994) (datos de error global cortesa de Don Wells)

Figura 2.4 fotografas falla en superficie de ruptura en la falla de Greendale (foto de la izquierda: http:\/\/daveslandslideblog.blogspot.com\/2010\/09\/Images-of-darfield-Canterbury.html).

2-5

Figura 2.5 comparacin de longitud (SRL) de superficie de ruptura del terremoto de Darfield con global datos de fallas compilados por Wells y Coppersmith (1994) (datos de error global cortesa de Don Wells).

Historia de la falla de Greendale

Dada la huelga E-W de la falla de Greendale, es muy probable que este fallo form durante extensin de la corteza terrestre hace ms de 50 a 60 millones de aos, cuando la forma de Nueva Zelanda (aka Zealandia) fue muy diferente de lo que es hoy. La falla de Greendale roto principalmente a travs llanuras aluviales de la superficie de 'Burnham', abandonado por ros en el final de la ltima glaciacin (Forsyth et al 2008). Ninguna evidencia de fallas anteriores haba sido reconocida, ya sea antes del terremoto o en un examen retrospectivo de sesmos fotografas areas. Sin embargo, cultivo exhaustivo de las llanuras de Canterbury tras la llegada de los europeos en los mediados del siglo XIX se someti a algunos detalles de la forma original de canal de ro. Desplazamiento vertical a lo largo de gran part la nueva traza de la falla fue mnima, dado el movimiento de huelga-deslizamiento dominado, y es probable que terremotos anteriores tenan pequeos desplazamientos vertical-lateral que habra evolucionado con el tiempo en pequeas colinas aisladas no sera fcilmente reconocibles como escarpes de fallas. Tambin es posible que terremotos anteriores no producen ruptura superficial, como fue el caso para el 2010 Terremoto en Hait de 7.0 M, que no mostr ninguna evidencia de fallas en la superficie. Por estas razones, w es importante ser cauteloso al sacar conclusiones sobre la historia del terremoto a largo plazo de la falla de Greendale basado en fotografas areas. Investigaciones futuras en 'paleo-licuefaccin' caractersticas y fallas excavacin esperemos que producir conjuntos de datos pertinentes a la comprensin a largo plazo historia de esta falla. Otros, posiblemente anlogos fallos (por ejemplo, Bobby Creek fallas, fallas de Ashley) tienen intervalos de recurrencia de terremoto Holoceno desde 1000-4000 aos.

2-6

Geomorfologa de depsitos de suelo en el rea de Christchurch Las llanuras de Canterbury, unos 160 km de largo y de ancho variable, son las reas ms grandes de Nueva Zelanda de la tierra plana. Se han formado por los fans superpuestos de ros alimentados por glaciares emitiendo desde el Alpes del Sur, la cadena montaosa de la isla Sur. Las llanuras son a menudo descritas como frtil, pero los suelos son variables. La mayora es derivada de la grauvaca de las montaas o de loes (sedimento fino soplado de lechos de los ros). Adems, estn presentes cerca de arcilla y roca volcnica Christchurch desde las laderas de colinas de puerto de la pennsula de Banks.

La ciudad de Christchurch se encuentra en la costa de las llanuras de Canterbury adyacente a un extinto complejo volcnico formando la pennsula de Banks. La mayor parte de la ciudad era principalmente de pantano, detrs de play Arena de duna y estuarios y lagunas, que ahora han sido drenados (Brown et al., 1995). El dos ros principales, Avon y Heathcote, que provienen de manantiales en Christchurch occidental, Pirdete en la ciudad y actuar como sistema de drenaje principal. El ro Waimakariri con su captacin en los Alpes del Sur, Christchurch peridicamente inundado antes para construccin de stopbank y reajuste de Ro, que comenz poco despus de que la ciudad fue fundada en 1850. De particular importancia para la licuefaccin y lateral propagando ocurrieron durante la Darfield terremoto son las ubicaciones de los canales del ro Viejo y abandonado del ro Waimakariri. El alrededores de Kaiapoi tal como existe hoy en da se muestran en la figura 2.6. La rama principal de la Ro Waimakariri fluye desde el oeste hacia el este, una curva hacia el norte ya que pasa por debajo de la ciudad de Kaiapoi. Se ha construido una red de diques (stopbanks) para restringir el flujo de Este ro a lo largo de esta ruta. El ro Kaiapoi recorre el centro de Kaiapoi y es un afluente el ro Waimakariri. Sin embargo, como se explica a continuacin, el ro Kaiapoi sola ser una rama de el ro Waimakariri.

N

Figura 2.6 Kaiapoi y alrededores, hoy en da. La distancia desde la izquierda hasta el borde derecho del mapa mostrado es ~ 13 km. (Google Inc. 2010)

2-7

El rea mostrada en la figura 2.6 tambin se muestra en la figura 2.7, tal como exista en 1935. Las diferencias en el ro canales de 1935 y el presente se han destacado. La lnea roja discontinua representa la posicin actual del ro Waimakariri, mostrando que ha habido poca movimiento entre 1935 y actualmente. Sin embargo, dos diferencias en las ubicaciones del ro canales se resaltan en rojo y verde en la figura 2.7. La zona roja destaca un antiguo lecho del ro que est al sur del ro Waimakariri y que corre en direccin nordeste, conectarse a el ro Waimakariri. Un canal artificial desva el flujo del ro Waimakariri desde el antigua cama. La regin sombreada verde destaca el curso de la antigua rama norte de la Ro Waimakariri que sola fluir alrededor del lado occidental del Kaiapoi, unirse con la presentar Ro de Kaiapoi de da en el centro de la ciudad. Por ltimo, en la desembocadura del ro Waimakariri, las diferencias en el arena bar caractersticas en 1935 y hoy se resaltan en azul. Hoy en da la Ro Waimakariri desemboca en el mar al norte de donde lo hizo en 1935, con barras de arenas extender en tanto, el norte y el sur en 1935.

N

Figura 2.7 Kaiapoi y alrededores, 1935. La distancia desde la izquierda al borde derecho del mapa mostrado es ~ 13 km. (imagen de Christchurch ciudad bibliotecas; NZ concha, 1935)

2-8

Figura 2.8 muestra la regin alrededor de 1865. A la izquierda de la figura, puede verse que el Ro Waimakariri se dividi en dos ramas, las ramas del Sur y del Norte, sombreadas en rojo y verde, respectivamente. Comparar la posicin actual del ro Waimakariri, denotado por la roja discontinua lnea, con la ubicacin de las dos ramas en 1865. En particular, la confluencia de la actualidadRo de Kaiapoi de da y de la rama sur del ro Waimakariri fue mucho ms cerca de la Centro de la ciudad de Kaiapoi en 1865. Tambin, el da de hoy Kaiapoi sur est ubicado en lo que entonces era conocida como la isla de Kaiapoi. Por ltimo, la desembocadura del ro Waimakariri se destaca nuevamente en azul, con la arena de proyectar al norte y sur son similares a los mostrados en la figura 2.7.

N

Figura 2.8 Kaiapoi y alrededores, 1865. La distancia desde la izquierda al borde derecho del mapa mostrado est ~ 13 km (Ward y Reeves, 1865) La posicin de 1865 de la rama sur del ro Waimakariri se superpone en el presente Mapa de da de la regin en la figura 2.9. El antiguo canal cubre una gran rea en el lado oriental de Kaiapoi sur, viniendo desde el sur a lo largo de la actual lnea de ferrocarril. Al sur de la actualRo Waimakariri Day, el antiguo canal cubre una gran parte de la zona de la isla de Coutts a ambos lados de estado Highway 1, extiende hacia el oeste a travs de granjas y campos de golf en las salas del presente diques de da. Las consecuencias de la ubicacin del canal ro Viejo en la licuefaccin observado

2-9

y lateral propagando que ocurrieron durante el terremoto de Darfield se discuten en posteriores captulos.

N

Figura 2.9 hoy en da Kaiapoi con la posicin del canal del ro 1865 resaltado en rojo. El distancia desde la izquierda al borde derecho del mapa mostrado es ~ 13 km (Google Inc. 2010)

2-10

Referencias Cowan, H., Nicol, A. y Tonkin, p. (1996). Una comparacin de histricos y paleoseismicity en un zona de fallas recin formada y una zona de fallas maduro, Canterbury Norte, Nueva Zelanda, j. geophys. Res., 101, 60216036. Quigley, M., Villamor, p., Furlong, k. Beavan, j., Van Dissen, r., Litchfield, N., Stahl, T., Duffy, B., Bilderback, e., Noble, D., Barrell, D., Jongens, r., Klahn, A., Smith, A., Wilson, T., Cox, S. y Ristau, j. (2010). MW 7.1 terremoto sobre falla de deslizamiento huelga desconocido ataca de nuevo Isla Sur, EOS, transacciones Zelanda, Amrica Geophysical Union, en revisin. Forsyth, p., Barrell, r. D. y Jongens, (2008). Geologa de la zona de Christchurch. GNS QMap 1:2500 000 Mapa geolgico 16, 67 p. Google Inc. (2010). Google Earth, [mapa]. Generado por Liam Wotherspoon: utilizando Google Earth. http:\/\/www.google.com\/Earth\/index.html (generado el 05 de octubre de 2010). Howard, M., Nicol, A., Campbell, j. y Pettinga, J.R. (2005). Paleoearthquakes Holoceno en la huelga de traccin porteadores pasan fallas, Canterbury, Nueva Zelanda, N.Z. j. necrologa y Geophys., 48, 59 74. Norris, R.J. y Cooper, A.F. (2001). Tasas de desplazamiento cuaternario tardo y particin de deslizamiento en el Alpino culpa, Nueva Zelanda, j. estructural necrologa, 23, 507 520. NZ Aerial Mapping (2010). Kaiapoi, [Foto area]. Wellington, Nueva Zelanda: Asignacin de antena de NZ. Pettinga, J.R., Yetton, M.D., Van Dissen, R.J. y Downes, G.L. (2001). Origen del terremoto identificacin y la caracterizacin de la regin de Canterbury, Isla Sur, Nueva Zelanda. Toro. de el SOC N.Z. De ingeniera ssmica, 4 34, 282317. Ward y Reeves (1865). Plan de parte de las llanuras de Canterbury [mapa]. 1:126, 720. Christchurch, Nueva Zelanda. Shell Nueva Zelanda (1935). Christchurch y rea, [mapa]. 1, 360. Wellington, NZ: Shell Empresa de Nueva Zelanda. Wallace, r. j., McCaffrey, l., Beavan, Berryman, k. y Denys, p. (2007). Equilibrio de la placa presupuesto de movimiento en la isla Sur, Nueva Zelanda mediante GPS, los datos sismolgicos y geolgicos. Geophys. J. int 168, 332352. Wells, D.L. y Coppersmith, K.J. (1994). Nuevas relaciones empricas entre magnitud, ruptura Longitud, ancho de ruptura, rea de ruptura y desplazamiento superficial, Boletn de la sismologa Society of America, 84(4): 974-1002.

2-11

3. SEISMOLOGICAL ASPECTOS Sismicidad regional y terremotos histricos Nueva Zelanda est atravesada por la frontera de las placas de Australia y el Pacfico, donde relativa placa movimiento es convergente oblicuamente cruza la frontera de placa en alrededor de 50 mm\/ao en el norte de la pas, 40 mm\/ao en el centro y 30 mm\/ao en el sur (DeMets et al., 1994). El complejo fallas relacionadas con la orientacin cambiante de las zonas de subduccin en el noreste y suroeste, provoca un fallamiento predominantemente dextral mediante el cinturn tectnico axial en el centro de el pas. Como resultado de este complejo fallamiento, Nueva Zelanda es una regin de sismicidad distribuido, en los que el movimiento relativo de las placas de Australia y el Pacfico no son alojados por uno o dos fallas en una zona estrecha, pero por muchas fallas a travs de una zona mucho ms amplia (el cinturn tectnico axial). Se por lo tanto no es de extraar que ambos grandes terremotos histricos (figura 3.1a) y recientes sismicidad (figura 3.1b) se produjo en casi cualquier regin en Nueva Zelanda.

Figura 3.1 (a) histrico grandes terremotos en Nueva Zelanda (http:\/\/sylph.gns.cri.nz\/what\/earthact\/earthquakes\/historic.html); y sismicidad superficial (b) en la ltimos diez aos. (http:\/\/www.geonet.org.nz\/earthquake\/).

3-1

El 04 de septiembre de 2010 M 7.1 terremoto Darfield w

El terremoto de m 7.1 Darfield ocurri a las 4:35 hora de local sobre el 04 de septiembre de 2010. El w epicentro fue localizado en - 43.55, 172.18, aproximadamente a 40 km al oeste de Christchurch el Distrito de negocios central (CBD) y unos 80-90 km al sur y al este de la actual expresin de Australia - lmite de la placa del Pacfico a travs de la isla (la alpina y la esperanza Fallos). El fallamiento, sobre la falla de Greendale recin nombrado, inicialmente se pens que principalmente movimiento de deslizamiento de huelga dextral (como se ha sealado por ambos Geological Survey de Estados Unidos, USGS Instituto de investigacin de terremoto, ERI), con tambin algunos oblicua inversa fallamiento (http:\/\/earthquake.usgs.gov\/earthquakes\/recenteqsww\/Quakes\/us2010atbj.php#summary). Sin embargo, GNS Science considera ahora el fallamiento ser principalmente un mecanismo inverso (http:\/\/www.geonet.org.nz\/news\/article-sep-4-2010-christchurch-earthquake.html). Porque el Llanuras de Canterbury estn cubiertos con gravas de Ro, la expresin de superficie de la falla de Greendale no era evidente, y por lo tanto, su existencia era desconocida por los gelogos de terremoto antes del evento.

Modelos de fallas finito Se han desarrollado modelos finitos culpa del terremoto de Darfield por varias diferentes organizaciones. Dos inversiones pblicamente disponibles del USGS y ERI se muestran en la figura 3.2 y figura 3.3. Dado que inversiones de culpa finito son mal acondicionado, como era de esperar, hay algunos diferencias entre los modelos. Sin embargo, ambos modelos muestran que fue el punto de nucleacin aproximadamente en el centro del ruptura plano de falla. La resultante bilaterales por consiguiente ruptura hubiera dado como resultado notablemente menor duracin de la tierra intenso temblor en varias localidades, que se hubieran producido si la falla se han roto de manera uni-lateral. Ambos fallos finito los modelos indican tambin un su menor rugosidad grande de alto deslizamiento al oeste del epicentro. Es probable que esto han dado lugar a efectos de directividad adelante observados en movimientos de tierra al oeste de la falla, y efectos de directividad hacia atrs hacia el este de la falla (es decir, Christchurch).

3-2

Figura 3.2 inversin de culpa finito de Gavin Haynes (USGS). (http:\/\/earthquake.usgs.gov\/earthquakes\/eqinthenews\/2010\/us2010atbj\/finite_fault.php)

Figura 3.3 inversin culpa finito de ERI. (http:\/\/outreach.eri.u-tokyo.ac.jp\/2010\/09\/201009_nz_eng\/)

3-3

Dimensiones de la ruptura y rplicas

Los gelogos inicialmente asignan el seguimiento de la superficie de la falla de Greendale como 22 km, pero seguir trabajando ha encontrado que ahora hay expresin de superficie de 29 km. Segn lo indicado por los modelos de fallas finito describe en el captulo anterior, la longitud de la ruptura de la falla en profundidad es probable que sea en el orden de 40 km. Ha habido numerosas rplicas registradas desde el mainshock 7.1 M. Figura 3.4 w muestra que ha sido la aparicin temporal de rplicas en consonancia con las predicciones estadsticas. La figura 3.5 muestra la distribucin de terremotos observada en la regin de Canterbury durante el perodo de julio al 24 24 de septiembre, que son principalmente el resultado de la mainshock 7.1 m y su w rplicas. Puede verse que el mainshock 7.1 m ha provocado muchas rplicas en el w bordes de la falla de Greendale, sino tambin en muchos pequeos fallos en la regin en general. Aunque hay algunas especulaciones, en general se considera que la aparicin de la mainshock 7.1 m w dar lugar a efectos de transferencia de estrs poco a los fallos primarios en el cinturn tectnico axial (tales como la falla alpina).

(a) (b) Figura 3.4 nmero de rplicas con: (a) de magnitud superior a 5; y (b) magnitud entre 4 y 5, en comparacin con modelos estadsticos aftershock (http:\/\/www.geonet.org.nz\/news\/sep-2010-darfield-earthquake\/gns-science-response.html).

3-4

Figura 3.5 ubicacin de terremotos en la regin de Canterbury durante el perodo julio 25:24 Septiembre de 2010 (es decir, principalmente el mainshock y sus rplicas). (http:\/\/images.geonet.org.nz\/maps\/quakes\/262-christchurch-quake.jpg)

Movimiento de suelo agitando El movimiento de suelo temblando como consecuencia de la mainshock se sinti ampliamente en el Canterbury regin y en Nueva Zelanda en general. Figura 3.6 ilustra la distribucin de los informes de \"fieltro-TI\" se presentaron en lnea por el pblico. Figura 3.7 ilustra la ShakeMap USGS, que utiliza ambos modelos predictivos de MMI y tambin el informe presentado pblicamente de \"fieltro-TI\". Puede ser visto que MMI VIII-IX se observ en los municipios de Darfield y Rolleston y que el ms amplio Regin de Christchurch generalmente haba experimentado MMI VI-VII. Numerosas personas y autoridades han contrastado el terremoto Darfield con el Hait terremoto como una ilustracin de cmo adecuadas normas de construccin y preparacin puede conducir a una 3-5

gran diferencia en daos y bajas. Sin embargo, la comparacin de MMI de observ a exposiciones de poblacin en Canterbury y Hait dicta que precaucin debe hacerse de tal una interpretacin (http:\/\/dotearth.blogs.nytimes.com\/2010\/09\/07\/in-earthquakes-poverty-populationmovimiento-materia y \/).

Figura 3.6 ubicaciones de \"fieltro-TI\" informes presentaron en lnea, hubo 6897 informes como de 24 De septiembre de 2010. (http:\/\/www.geonet.org.nz\/earthquake\/quakes\/3366146g-shaking.html)

3-6

Figura 3.7 USGS ShakeMap desde la mainshock m 7.1. w (http:\/\/earthquake.usgs.gov\/earthquakes\/shakemap\/global\/shake\/2010atbj\/).

La regin de Canterbury es bien instrumentada con sismgrafos de movimiento fuerte. Figura 3.8 muestra el pico mximo de vector tierra aceleraciones (PGA VM: Figura 3.8a) y la media geomtrica de las aceleraciones del terreno horizontal de pico (PHGA GM: Figura 3.8b) que se registraron en toda la regin. En la regin cerca de la fuente, puede verse que hay cinco PGA VM grabaciones por encima de 0,7 g (aunque muchas de estas cumbres son el componente vertical). El PGA mximo VM 1,25 g grabado en la estacin de Greendale ha considerado tambin han sido contaminados por cada de escombros en el garaje de la casa en que es el sismgrafo instalan (j. Zhao, comunicacin personal). Mediante un proceso de descomposicin de ondas (Chanerley y Alexander, 2010) y la integracin de la Registro de Greendale con y sin el pico vertical anmalo en 35 segundos, Andrew Chanerley (com. pers) encuentra que las velocidades horizontales y desplazamientos (x-displ. =-163.1 cm; y-displ. =-45.86 cm) son poco afectadas, con el desplazamiento vertical integrado que van de-60.47 cm-66.46 cm. Este resultado sugiere que espigas cada aceleracin inducida por los desechos 3-7

tendr poco efecto en los clculos de respuesta estructural (propios de los procesos de integracin). Adems, los desplazamientos de \"lanzarse\" permanente integrado son consistentes con las observaciones de campo de desvo de 3-4 m (2 1,63 m = 3.26 m).

(a)

3-8

(b) Figura 3.8 aceleraciones de suelo pico registrados en la regin de Canterbury por movimiento fuerte sismgrafos: (a) pico mximo del Vector tierra aceleraciones (PGA VM) y (b) geomtrica media de las aceleraciones de suelo horizontal de pico (PHGA ). La superficie ruptura de la falla y GM el epicentro se superponen en la imagen. De izquierda a derecha de la imagen es ~ 123 km. (http:\/\/www.geonet.org.nz\/news\/sep-2010-darfield-earthquake\/gns-science-response.html).

Figura 3.9 ilustra una comparacin preliminar entre la atenuacin del movimiento de tierra intensidad con la distancia del sitio de origen. La comparacin es preliminar en el, como anteriormente mencion, tienen muchos detalles de la ruptura de la falla (es decir, el plano de falla y el mecanismo de fallas) no se ha finalizado. Intensidad de espectro de aceleracin (ASI), definida como la integral de la pseudospectral aceleracin de un movimiento de tierra de 0,1 0,5 seg (Von Thun et al 1988), se muestra en la figura 3.9a ilustra un poco de un promedio de alta frecuencia de un movimiento de tierra, mientras espectro intensidad (SI), definida como la integral de velocidad pseudospectral de un terreno movimiento de 0.1 a 2.5 seg (Housner 1952), que se muestra en la figura 3.9b ilustra un moderado promedio de frecuencia de un movimiento de tierra. Puede verse que el terreno mociones de este evento por 3-9

grandes y conforme a las predicciones de ecuaciones de prediccin de movimiento de suelo emprica. Hay Sin embargo claramente variabilidad en las amplitudes de movimiento que se producen como resultado de efectos de cerca de efectos de la topografa y Cuenca y no-linealidades cerca de la superficie en los suelos depositados glaciales suaves subyacen a la regin de Christchurch.

Acc.s pecTRmme u ndecenas SME () meA ty, g.s)

10 10 10 10 10

0

-1

-2A B C D E Prediccin (D)

-3

-4

10

1

10 Distancia del sitio de origen, R (km) RUP

2

SpECTU me sme SME SS) rm ndiez ty, ( cm\/

10 10 10 10 10

3

2

1A B C D E Prediccin (D)

0

-1

10

1

10 Distancia del sitio de origen, R (km) RUP

2

Figura 3.9 observaciones de intensidad de movimiento de tierra en comparacin con la prediccin emprica ecuaciones. La relacin predictiva para ASI y SI son una modificacin de NZ-especficas de la Chiou y modelo de Youngs (2008).

3-10

Figura 3.10 3.11 figura y figura 3.12 ilustran las historias de tiempo de aceleracin registrada y espectros de respuesta correspondiente a la Greendale, hospital de Christchurch y fuerte de Kaiapoi-movimiento estaciones. Tambin se muestran para referencia son los espectros de respuesta prevista de movimiento de tierra ecuaciones de prediccin (Brendon Bradley, com. pers.). Ubicaciones de estos sismgrafos encontrado en: http:\/\/www.geonet.org.nz\/resources\/network\/netmap.html. El sismgrafo de Greendale fue localizado casi directamente sobre el plano de falla y grabado la movimiento de tierra ms fuerte de la mainshock. Puede verse desde los componentes horizontales de el movimiento de tierra que movilidad cclica en las capas de suelo depsitan se hayan producido durante el terreno fuerte agitacin. La aparicin de movilidad cclica es indicada por la alta frecuencia espigas en la mitad posterior del registro de movimiento fuerte. Las aceleraciones espectrales para este conjunto de registros de movimiento de tierra estn en consonancia con las predicciones empricas.1 0 -1 2 1 0 4 6 8 10 12 14Vertical

Greendale; Hyp dist = 8 km, 1 Horizontal

Accelerunen,un)g) tme

4

6

8

10

12

14Horizontal 2

-1 2 1 0 -1 2

4

6

8 Tiempo, t (s)

10

12

14

(a)

3-11

Greendale RRUP= 0,1 km

Spectral CAC, un g) S (

10

0

10

-1

Horiz 1 2 Horiz Gm horiz Vert Prediccin 10-1

Perodo, T (s)

10

0

(b) Propuestas figura 3.10 registran por el sismgrafo de Greendale: (a) tiempo de aceleracin-historias; y espectros de respuesta (b) (nota que \"Horiz gm\" es la media geomtrica de los dos horiziontal componentes de movimiento.).

El sismgrafo de hospital de Christchurch se encuentra cerca del centro de Christchurch. La respuesta espectros de esta estacin ilustran claramente la importancia de los efectos de la cuenca en la espectral amplitudes en perodos de vibracin de 2-3 segundos. Adems, el pico espectral en 0.3-0.5 segundos es probablemente debido a los sedimentos cerca de la superficie, que fueron rpidamente depositadas en el perodo post-glacial.

3-12

0.2 0 -0,2 Accelerunen,un)g) tme 2 0.2 0 2 0.2 0 -0,2 2 4 6 8 10 12 Tiempo, t (s) 4 6 8 10 12 4 6 8 10 12

Hospital de Christchurch; Hyp dist = 36 km, 1 Horizontal

14

16

18Horizontal 2

20

-0,2 14 16 18Vertical

20

14

16

18

20

(a)0

10

Hospital de Christchurch RRUP= 36 km

SpectralA cc,S un ) (g

10

-1

10

-2

Horiz 1 2 Horiz Gm horiz Vert Prediccin 10-1

Perodo, T (s)(b)

10

0

Figura 3.11 mociones registran por el sismgrafo de hospital de Christchurch: (a) tiempo de aceleracin historias; y espectros de respuesta (b). (Tenga en cuenta que \"Horiz gm\" es la media geomtrica de los dos horiziontal componentes de movimiento.). El sismmetro de Kaiapoi se encuentra en la ciudad de Kaiapoi, que experimentaron importantes licuefaccin y difusin lateral. Puede verse que los movimientos de tierra observados son generalmente

3-13

muy por encima de los predicho por los modelos empricos, que indica la importancia de la superficie cercano sedimentos en la amplificacin de sitio.0.4 0.2 0 -0,2 0,4 2 0.4 0.2 0 -0,2 0,4 2 0.4 0.2 0 -0,2 0,4 2Kaiapoi Norte escuela; Hyp dist = 44 km, 1 Horizontal

Accelerunen,un)g) tme

4

6

8

10

12

14

16

18Horizontal 2

20

4

6

8

10

12

14

16

18Vertical

20

4

6

8

10 12 Tiempo, t (s)

14

16

18

20

(a)

10

0

Escuela de Kaiapoi del Norte RRUP= 44 km

SPEctralAC c,SA) g)

10

-1

10

-2

Horiz 1 2 Horiz Gm horiz Vert Prediccin 10-1

10(b)

0

Figura 3.12 mociones registran por el sismgrafo de Kaiapoi: (a) tiempo de aceleracin-historias; y (b) espectros de respuesta. (Tenga en cuenta que \"Horiz gm\" es la media geomtrica de los dos horizontal componentes de movimiento.).

3-14

Referencias Chanerley, A.A. y Alexander, N.A. (2010). Obtener estimaciones de la baja frecuencia 'Math', instrumento de inclinaciones y desplazamientos timeseries mediante la descomposicin de ondas, Bull terremoto Eng, 8, 231255. Chiou, B.S.J. y Youngs, R.R. (2008). Un modelo NGA para el componente horizontal promedio de pico de tierra espectros de movimiento y respuesta, espectros de terremoto, 24, 173-215. DeMets, C., Gordon, R.G., Argus, D.F., Stein, S. (1994). Efecto de las recientes revisiones a la escala de tiempo geomagnticas en estimaciones del actual movimiento de placa, cartas de investigacin geofsica, 21, 2191-2194. Housner, G.W. (1952). Intensidades de espectro de movimiento fuertes terremotos, Proc. Symp. Eathquake y efectos de la explosin en estructuras, ingeniera Research Institute, Los ngeles. Von Thun, l. j., Roehm, Scott, g. y Wilson, j. (1988). Terremoto tierra propuestas de Diseo y anlisis de presas, ingeniera ssmica y dinmica de suelos II - avances recientes en evaluacin de movimiento de tierra, geotcnica especial publicacin 20, 463-481.

3-15

4. LICUEFACCIN Y PROPAGACIN LATERAL En el 2010 generalizada licuefaccin de Darfield terremoto y propagacin lateral ocurrieron en varias partes de la ciudad de Christchurch (ms extensamente en los suburbios al este del centro de la ciudad, pero tambin ms localizadas reas al norte y suroeste de la ciudad), la ciudad de Kaiapoi y los asentamientos junto a la playa cerca del ro Waimakariri. La licuefaccin y terreno asociado deformacin\/fracaso llev a importantes daos en casas residenciales y sistemas de supervivencia. Particularmente fuertes daos fue inducida por difusin lateral, que fue muy amplia y grave en las zonas del sur Kaiapoi (Dr Courtenay) y muy grave pero localizadas en algunas reas de Bexley, Spencerville y Kaiapoi del Norte. A lo largo de los bucles de meandros del ro Avon en Avonside y Dallington, asentamiento tras el terremoto y propagacin lateral fue generalizada, pero desplazamientos laterales fueron relativamente moderadas. Sueltos a granel muy bellas aluvial-a limosos arena depsitos en zonas de antiguos canales de Ro (abandonados), lagunas, humedales y cerca de las vas navegables (arroyos, ros) eran responsables de la licuefaccin generalizada, propagacin lateral y suelo fallas. En vista de la amplitud y la gravedad de los efectos, uno puede argumentar que ms importantes aspectos del 2010 de ingeniera Darfield terremoto fueron geotcnicos en la naturaleza, licuefaccin y propagacin lateral siendo los principales responsables por el dao causado. Las observaciones formuladas por el equipo de reconocimiento de GEER-NZ en estas reas son brevemente se describe a continuacin. Las encuestas se realizaron a pie, en coche y desde un helicptero principalmente ms un perodo de seis das. En los dos primeros das, se realiz un reconocimiento de campo broad-brush seguido de pin punto investigaciones en ubicaciones especficas, incluidas las inspecciones detalladas de sitio y uso de pruebas de campo: prueba de penetracin de cono dinmico (DCPT), sonda de peso sueco (SWS), y anlisis espectral de las ondas de superficies (SASW). Resultados DCPT y SWS se correlacionan con la Prueba de penetracin (SPT) N-valores estndar y el SASW proporciona la velocidad de onda cortante perfiles. Las observaciones de estas inspecciones\/in situ las pruebas tambin se detallan a continuacin. Figura 4.1 muestra la zona ms afectada por el terremoto.

Christchurch Christchurch est situado en la parte central de la costa oriental de la isla Sur. Tiene una poblacin de unos 350.000 (la segunda ciudad ms grande de Nueva Zelanda) y un rea urbana cubre aproximadamente 450 km.2Est escasamente desarrollado con aproximadamente 150.000 viviendas (predominantemente solo pisos casas con un menor nmero de casas de dos pisos) repartidos en un amplia zona con muchos parques, reservas naturales y esparcimiento. El negocio Central Distrito (CBD) es ms densamente desarrollado con edificios de varios pisos y un relativamente grande nmero de edificios histricos. El epicentro del 2010 terremoto de Darfield se encontraba aproximadamente 40 km al oeste de distrito de Christchurch del negocio Central (CBD).

4-1

CDB

Figura 4.1 regin de Canterbury, CBD y suburbios del este de Christchurch. (Google Inc. 2010)

4-2

Riesgo local de geologa y licuefaccin La ciudad de Christchurch se encuentra en depsitos Holoceno de las llanuras de Canterbury, excepto para su extremo sur, que se encuentra en las laderas de las colinas de puerto de la pennsula de Banks. El ro inundables y los sedimentos de loes de las colinas de puerto son las caractersticas geomrficas dominantes de la rea urbana de Christchurch. Las llanuras de Canterbury son fans complejos depositados por los ros que fluyen hacia el este desde el sur Alpes a la costa de la Baha de Pegasus. Las superficies de ventilador cubren un rea de 50 km ancho por 160 km de largo. En Christchurch, superficies sedimentos postglaciar tienen un espesor entre 15 y 40 m y overlie 300-400 m grueso inter-layered grava formaciones (Brown y Webber, 1992). La superficie los sedimentos son fluviales gravas, Arenas y limos (Springston formacin, con un mximo espesor de 20 m al oeste de Christchurch) o estuarios, pantanos costeros, Laguna y playa depsitos de arena, limo, arcilla y turba (formacin de Christchurch, con un espesor mximo de 40 m en New Brighton Costa, al este del CDB). Los depsitos de suelo en relativamente profundo a profundidades de hasta 1520 m varan significativamente en distancias cortas, tanto horizontal como verticalmente. Brown y Webber (1992) describen las condiciones del sitio original y desarrollo de Christchurch como sigue: \"el sitio de Christchurch originalmente principalmente Cinaga situada detrs de la duna de playa arena; estuarios y lagunas y grava, arena y limo de depsitos de canal y la inundacin de Ro de la Llanura de inundacin costera ro Waimakariri. El ro Waimakariri peridicamente inundadas Christchurch antes de stopbank [dique] reajuste de construccin y ro. Desde el asentamiento europeo en el 1850, drenaje amplio y esparcido de pantanos se ha realizado.\" Brown y Webber tambin indicar que activamente se acumulan depsitos de superficies y que el canal del ro hoy en da depsitos estn excluidos de las formaciones mencionadas de Christchurch y Springston. Canterbury tiene un abundante suministro de agua a travs de canales abiertos (ros, arroyos) y muy rica acuferos. Las caractersticas dominantes de la actualidad Christchurch son los ros Avon y Heathcote que proceden de manantiales en Christchurch occidental, serpentean a travs de la ciudad y alimentar la estuario en el extremo sureste de la ciudad. La tabla de agua del suelo es ms profunda en el extremo oeste de la ciudad (con acerca de 5 m de profundidad), aumenta gradualmente hacia el este y se acerca a la superficie de la tierra cerca de la costa. La tabla de agua es de 1.0-1.5 m de la superficie del suelo durante la mayor parte de la ciudad al este de la CDB. El riesgo alto de licuefaccin en Christchurch fue conocido antes del terremoto, como se ilustra en el mapa de riesgo de licuefaccin (figura 4.2) y la informacin proporcionada por el medio ambiente Canterbury (ECan: http:\/\/ecan.govt.nz\/publications\/General\/solid-facts-christchurchliquefaction.pdf) a los residentes, basado en un estudio realizado en 2004.

4-3

Figura 4.2 aguas subterrneas alta tabla licuefaccin potencial peligro mapa de Christchurch. (http:\/\/ecan.govt.nz\/publications\/General\/solid-facts-christchurch-liquefaction.pdf; pre-evento informacin proporcionada a los residentes y pblico por ECan)

Manifestacin de licuefaccin durante el terremoto de Darfield El terremoto de Darfield caus licuefaccin generalizada en los suburbios orientales de Christchurch a lo largo del ro Avon, particularmente en Bexley, Avonside, Dallington y Burwood. Otros suburbios, especialmente en el este y noreste de CBD, tambin fueron afectados por licuefaccin, sino para un menor grado. Licuefaccin generalizada tambin ocurri en Halswell, en el extremo suroeste de la ciudad. Bolsillos de licuefaccin limitada o parcial se observaron en diversas partes de Christchurch, Aunque estos eran mucho menos al oeste del CDB. Figura 4.3 muestra zonas de observado licuefaccin en el rea urbana de Christchurch basado en manifestacin superficial de licuefaccin visible en fotografas areas y las observaciones iniciales de los estudios de suelo. Las reas ms gravemente afectado por la licuefaccin estaban cerca de las vas navegables (ros, arroyos, pantanos). Los efectos de licuefaccin a menudo fueron localizados y cambiado sustancialmente a una distancia relativamente corta (50-100 m) desde muy grave a poca o ninguna manifestacin de licuefaccin.

4-4

Avonside Dallington Bexley

Figura 4.3 zonas de licuefaccin observada (rojas regiones sombreadas y puntos rojos) en Christchurch debido al terremoto de Darfield 2010 (el mapa de licuefaccin se basa en la manifestacin superficial de licuefaccin visible en fotografas areas y compilado evidencias de los estudios de suelo).

Avonside y Dallington Generalizada licuefaccin se produjo en Avonside y Dallington, particularmente en las reas cerrado dentro de los bucles de meandros del ro Avon. En estas reas, la licuefaccin extensa fue acompaado de un complejo patrn de propagacin lateral. Gran arena hierve junto a casas y limosos de arena y agua cubriendo las calles indican licuefaccin amplia en este mbito. Suelo grietas con patrones complejos indicaron o lateral difundir caractersticas o distorsin de la tierra debido a la licuefaccin incluyendo teniendo fallas. Se estableci un gran nmero de casas residenciales, inclinado y los daos estructurales sufridos\/Fundacin. Manifestacin tpica de licuefaccin en el patio trasero de una propiedad residencial se muestra en la figura 4.4 (St bracken, Avonside). Eyeccin de arena hervir cubierto la mayor parte del csped y fue aproximadamente 20 cm espesor en lugares. Hubo evidencia de licuefaccin masiva y gran distorsin superficie en Bracken St. Los sistemas de agua y alcantarillado potable estaban fuera de servicio en el momento de la 4-5

inspecciones. A pesar de importantes cantidades de eyeccin de licuefaccin y utilidades rotos a lo largo de la vecindad, la casa que se muestra en las fotos sufri daos menores en trminos de diferencial asentamiento y agrietamiento.

(a)

(b) Figura 4.4 prueba de licuefaccin extensa en zonas residenciales de Avonside: (a) arena masiva hierve en zona residencial de Avonside (Bracken St); y hervir (b) la arena (gris no plstico limosos Arena) en la parte inferior de la mitad de la foto a la izquierda era tpico de muchos lugares a travs de Christchurch y Kaiapoi donde se observ la licuefaccin masiva; en este lugar, un marrn Tambin se encontr arena limosos en la superficie de la tierra (la mitad superior de la arena hervir); foto a la derecha: Estudiantes de postgrado de la Universidad de Canterbury realizan prueba de sonido sueco de peso (SWS) (Bracken St:-43.520833 , 172.663750 ).

4-6

El equipo de reconocimiento geotcnico realiza un estudio detallado en la Iglesia de San Pablo (Combined Rd, Dallington), que sufri daos debido a la licuefaccin de los suelos de Fundacin (Captulo 5). Figura 4.5 muestra un patrn complejo de distorsin de terreno incluyendo grandes grietas y desplazamientos verticales alrededor del edificio. Extensa fornculos Arenas cubra el rea pavimentado alrededor de la construccin, csped del patio y alrededor del permetro del edificio y sus fundamentos. El edificio sufri graves daos estructurales y grandes asentamientos diferenciales.

(a)

(b) Figura 4.5 teniendo fallos en iglesia, Combined Rd, Dallington San Pablo, inducida por licuefaccin: (a) teniendo fallos en suelos licuados; el crack es de 50-90-cm ancho con un desplazamiento vertical de 33 cm, en su mximo; y (b) evidencia de licuefaccin en Fundacin suelos resultantes en total grande y asentamientos diferenciales. (-43.519670 , 172.672240).

4-7

Especficamente, el lado noroeste del edificio fue rasgado por la mitad debido a una combinacin de asentamiento diferencial y movimiento lateral. Este sitio se encuentra en un bucle del meandro del ro Avon y delimitada por el ro en todos lados a una distancia de unos 150-250 m, excepto al norte y noreste. Propagacin lateral se observ en esta rea, a pesar de estar situado ms de 150 m de la cara libre de ro. (Nota, sin embargo, que esta distancia no es necesariamente anmalo. Se ha encontrado evidencia de propagacin lateral a distancias de hasta 2 km de una libreenfrentar en el nuevo Madrid, Missouri, Estados Unidos, el rea (Obermeier, S.F., per. COMM.). Estas caractersticas manifiesta durante los terremotos de 1811-1812 que ocurrieron en esa regin). Las grietas de tensin y fisuras alrededor del edificio eran mucho ms grandes que aquellos cerca del canal del ro y por lo tanto se es posible que no son slo el resultado de propagacin lateral. Investigaciones adicionales son necesario para aclarar estos detalles. Diez das despus del evento, el equipo realiza pruebas de sonido sueco de peso (SWS) en Bracken St y en el patio de la Iglesia de San Pablo. SWS es una simple prueba de penetracin de accionamiento manual muertos-carga de 100 kg, en el que el nmero de rotaciones de la mitad de los necesarios para un 25-cm penetracin de una varilla (punto de tornillo) se registra (JIS, 1995). Una de las ventajas de las SWS probar, que fue fuertemente utilizado en esta investigacin, es la capacidad de realizar la prueba dentro de un limitado espacio en patios de viviendas. Figura 4.6 muestra la resistencia de penetracin medidos en los ensayos de SWS realizados en Bracken St y la Iglesia de San Pablo, expresado en trminos de el nmero de rotaciones de medio metro, SW. Correlaciones existen sobre esta resistencia de penetracin N a un SPT N-valor equivalente (JIS, 1995). Sin embargo, no se presentan las correlaciones de valor n en este documento.

Smbolos de perfil del suelo: arena

limosos con grava

Figura 4.6 resistencia de penetracin eventos en Dallington (San Pablo, iglesia y escuela) y Avonside (Bracken St) medido en pruebas de SWS. 4-8

Adems, se realizaron dos dinmicas cono penetracin pruebas (DCPT) en la residencia se muestra en la figura 4.4, uno en el patio trasero y otro en el patio frontal. Los resultados de las DCPTs se muestra en la figura 4.7. En cada uno de los lugares de prueba, se utiliz un sinfn de mano a aburrir un agujero a la capa que licuado. Esta capa se identific comparando material de eyeccin con suelo extrado por el sinfn de mano. Una vez en la capa de licuado, las DCPTs se realizaron hasta el recuento de golpe aument significativamente o el equipo se qued sin varillas DCPT (es decir, ~4.6 m por debajo de la superficie de la tierra).

Hay varias configuraciones distintas del equipo DCPT. El que se usa en estas investigaciones fue diseado por Sembradores y coberturas (1966) y construido por Humboldt Fabricacin Co. Este sistema utiliza una masa de 6,8 kg (15 lb colocar peso) sobre una diapositiva E-varilla unidad para penetrar en un cono de ngulo de vrtice sobredimensionado de 45 . El cono est sobredimensionado para actua reductor de las varillas. El recuento de golpe DCPT es el nmero de gotas del peso necesario para unidad el cono ~4.5 cm. La tabla de agua de suelo en ambas localidades sonando en la residencia del Dr. Bracken fue en ~0.8m, y la parte superior de la capa de liquefiable fue a ~2.1 a 2,4 m de profundidad. Los estratos cubre el capa de liquefiable fueron arcilloso. Para una de las pruebas, las varillas DCPT se hundieron bajo su propio peso 20++ cm, indicando de arena muy suelta. Porque no muestras se recuperan con el DCPT, la espesor de la capa de arena licuada no puede determinarse por ciertos. Sin embargo, de mirar los resultados que se muestran en la figura 4.7, la resistencia de penetracin aumenta bruscamente a ~3.5 m de profundidad. Adems, hay un muy hmedo, muy suave, capa de sedimentos de arcilla y plstico delgado (~ 10 a 15 cm) que sobreyace la capa de licuado. Se desconoce si se trata de un material muy sensible que suavizaron como resultado de terremoto, temblor o muestreo o que sea consecuencia de un agua de cine que se formaron entre la capa licuada y la capa de arcilla superpuestas.

4-9

Figura 4.7. Resultados de DCPT realizan en una residencia en Bracken St, Avonside.

Una prueba DCPT y SASW tambin se realizaron en la Iglesia de San Pablo. Los resultados de estas pruebas son se muestra en la figura 4.8. Basado en el taladro de perforacin augered para la prueba DCPT, fue la tabla de agua en un profundidad de alrededor de 2,3 m y la parte superior de la capa de licuado fue a una profundidad de alrededor de 2.8 metros. E se realiz prueba de aproximadamente 20 metros de la ubicacin de DCPT. El mtodo no intrusivo de SASW (anlisis espectral de ondas de superficie) es un procedimiento comn utilizado para obtener la velocidad de onda cortante perfiles (Vs) para anlisis de licuefaccin (Stokoe et al. 1994, Andrus y Stokoe 2000, Youd et al. 2001). El mtodo SASW es especialmente apropiado para relativamente poco profundas encuestas conducidas en reas con espacio limitado donde convencionales multi canal (MASW) arreglos mayo no caben. Adems, examinaron el equipo utilizado para las pruebas aqu es muy ligero y porttil y puede ser transportado en una pequea mochila que ideal para el trabajo de reconocimiento de terremoto. Especficamente, fueron estas pruebas SASW efectuadas por tres geophones de 4.5-Hz y un analizador de seal dinmica de bolsillo portable (Sistema Quattro) fabricado por la Corporacin de datos fsica. El Quattro es USB-apagado un porttil y, a pesar de su pequeo tamao, tiene cuatro canales de entrada, de salida de dos canales, 205 kHz tasa de muestreo simultneo, la ADC de 24 bits, 110 dB de rango dinmico y filtros de suavizado de 100 dB. Un martillo de trineo de 4 a 6 kg comn normalmente puede utilizarse como una fuente dinmica de perfil aproximadamente 6 a 10 m de profundidad con este equipo en menos de 15 minutos.

4-10

Velocidad de onda cortante, m\/s0 0 50 100 150 200 250 300

2

4Dept h, m

6

8

VS GWL

10

Figura 4.8. Resultados de pruebas DCPT y SASW realizan en la Iglesia de San Pablo en Dallington.

Deben corregirse los perfiles Vs implantarse (Vs1) antes que una presin evaluacin de suelo activacin de licuefaccin. En trminos generales, incluso sin esta correccin cualquier suelo capas con Vs menos de 150 m\/s son muy suaves y pueden ser potencialmente liquefiable. Sin embargo, cabe sealar que Mediciones vs solo definitivamente no pueden determinar la susceptibilidad de licuefaccin, como el tipo de suelo (es decir, barro o arena), no slo su rigidez y velocidad, es un factor clave. Se muestra en el perfil de Vs Figura 4.8 indica suelos blandos hasta 8 m de profundidad, con los suelos ms suave entre aproximadamente 2m 4. Ms al este de Dallington, licuefaccin extensa, incluyendo propagacin lateral sustancial, se observ en el Parque de porrita para (Wanione), que est encerrada por el ro Avon y un desviados secuencia alrededor del parque. Grandes Arenas fornculos cubre reas sustanciales del Parque (figura 4.9). Grietas paralelas regularmente espaciadas a lo largo de las lneas de drenaje eran indicativos de Dione y difundir hacia el norte y el sur ramas de la secuencia. Eran dos campos de hockey, situados en el Parque severamente daada por la licuefaccin, resultando en una superficie muy irregular y accidentada de los campos.

4-11

(a)

(b) Figura 4.9 Massive arena hierve y lateral propagacin de grietas en el Parque de la porrita para: (a) vista area mostrando masivas fornculos Arenas con gran cantidad de grietas paralelas a lo largo de las lneas de drenaje (desde un paso helicptero elevado en la tarde del viernes, 10 de septiembre de 2010); y (b) 10 cm de ancho lateral propagacin de crack. (-43.516278 , 172.689917).

4-12

Bexley Bexley est situado al este del ro Avon, aproximadamente un kilmetro de la Estuario de Avon Heathcote. Est rodeado por el ro Avon en el lado este y por el Bexley Humedal en el sur (figura 4.10a). La zona residencial se desarroll en varias etapas, con la parte sur est recuperado de los humedales y desarrollados en la dcada de 1990 y ms tarde a. Generalizada licuefaccin se produjo en Bexley, que afectan a un gran nmero de casas residenciales (Figura 4.10). Distorsin de tierra (es decir, asentamiento diferencial, tierra de grandes grietas, deformacin de pavimentado de superficies y fornculos Arenas sustanciales) observ en Seabreeze St y se Kokopu Propiedades residenciales en el borde sur de Bexley (a lo largo de la pasarela de humedales) fueron afectada por difusin lateral. Gran movimiento de la pasarela hacia el agua, Dione del relleno de la terraza y terreno grande grietas en propiedades residenciales se observaron en Esta rea. Asimismo, observ una manifestacin severa de propagacin lateral en el extremo oriental de Bexley (Pl Parenga). Una prueba SWS, DCPT y SASW de prueba se realizaron en el patio trasero de una casa en Bexley; el resultados se muestran en la figura 4.11. Basado en el taladro de perforacin augered para la prueba DCPT, el suelo tabla de agua estaba a una profundidad de ~1.5 m. y la parte superior de la capa de licuado fue a ~1.6 m de profundidad. Se realiz la prueba SASW ~ 10 metros de la sonda DCPT.

(a) (b)

4-13

(c) (d) Figura 4.10 prueba de licuefaccin extensa afectando severamente residencial casas en Bexley: (a) vista de la zona sur de Bexley severamente afectada por la licuefaccin y lateral propagacin; (b) evidencia de licuefaccin en zona residencial (Seabreeze St); (c) grande suelo grietas debido a la propagacin lateral en Kokopu Pl (-43.5184167 , 172.7221667 ); (d) grietas en losa pueden inducida por el lateral extendiendo (-43.5193889 , 172.6705555).Velocidad de onda cortante, m\/s0 0 50 100 150 200 250 300

2

4DEP th, m

6

8

VS GWL

10

Figura 4.11 prueba resultados de SWS, DCPT, y prueba SASW realizada en el patio trasero de una casa en Bexley.

4-14

Manifestacin de licuefaccin en otras reas de Christchurch Licuefaccin generalizada tambin se produjo en los suburbios de Halswell (suroeste de Christchurch) y Brooklands (noreste de Christchurch). En Spencerville (tambin al nordeste de Christchurch), licuefaccin producido y propagacin lateral haba afectado a un rea limitada. En estos suburbios, el manifestacin de licuefaccin y sus efectos en los sistemas de supervivencia y casas residenciales fueron similares a las descritas anteriormente. Una vez ms, la gravedad de la licuefaccin y edificio asociado daos varan incluso dentro de un barrio determinado, dependiendo del perfil del suelo, distancia de la cara libre, grado de inclinacin o detalles estructurales y de la Fundacin. Licuefaccin limitada o parcial se observ en numerosos lugares en toda la ciudad, que manifiestan como dispersas y relativamente pequeos (o limitada dentro de rea) fornculos Arenas. En estos lugares hubo daos en carreteras y caminos y senderos, as como algunos daos de la casa, pero la efectos de la licuefaccin fueron moderadas o leves. Figura 4.12 muestra tpica manifestacin de limited licuefaccin en CBD (Peterborough St) y en el patio trasero de una subestacin de energa en el Greers RD en Bishopdale. Otras reas donde se observ la licuefaccin de limitada extensin incluyen Belfast (Engelfield Rd, cerca de principal norte Rd), Redwood (Barnes Rd, cerca principal norte Rd), Fendalton (Av de Queens), cerca del Parque ingls en St Alban (St Cranford St, Westminster, Courtenay St, Trafalgar St, St Sheppard) y Burwood (Pl DeVille y DeBlog Pl). Estas reas de licuefaccin parcial y limitada se muestran en el mapa de licuefaccin en la figura 4.3. El equipo de reconocimiento geotcnico tambin llev a cabo un rpido reconocimiento de unidad a travs a lo largo del ro Heathcote, especficamente a las reas que se denotan tener alto potencial Licuefaccin inducida por el dao en el ECan riesgo de licuefaccin mapas (ECan, 2004). Sin embargo, haba muy pocas pruebas de distorsin de tierra y licuefaccin en esta rea, con slo unos pocos hierve de arena se encuentra en un perodo de aproximadamente dos horas de unidad a travs y en encuestas de pie.

Figura 4.12 evidencia limitada y parcial de licuefaccin en reas de Christchurch: (a) evidencia de licuefaccin en Peterborough St - St de Madrs (CDB); (b) arena ebullicin en los suelos de Fundacin de una Torre de transmisin (subestacin al noreste de Greers Rd: Ruddenklau Ln, Bishopdale) (43.4928055 , 172.5918055 ). 4-15

Caractersticas de los suelos licuados La eyeccin de arena hierve en zonas afectadas por la licuefaccin era generalmente muy similares y haba varias caractersticas distintivas. Eran no plstico arenas finas y arenas limosos con una facilidad reconocible color gris\/azul. Curvas de distribucin de tamao de grano de eyeccin muestras de Dallington (Combined Rd), porrita para Parque y Kaiapoi sur (Dr Courtenay) se muestran en la figura 4.13a. En la figura 4.13b muestra granulado distribucin del tamao de las muestras de suelo tomadas desde el punto de tornillo SWS (representante de la ms profunda capa penetraron en una prueba de SWS), que muestra significativamente mayor contenido de multas.

PorcEntage ms finas porvolumen

100 80 60 40 20 0 0,001 0,01 Sumner Playa de Brighton Arenas 0,1 1 Granulometra (mm) 10 Arenas de noubicaciones de playa

(a) (b) Figura 4.13 curvas de distribucin de tamao de grano de suelos Christchurch y Kaiapoi: (a) tamao de grano curvas de distribucin de arena hervir las muestras obtenidas por anlisis de difraccin de lser; y (b) tamao de grano curvas de distribucin de muestras de suelo tomadas desde el punto de tornillo SWS (capa probada ms profundo) obtenida por anlisis tamiz y hidrmetro: Dallington (N 2 y 3) y Bexley (N 4 y 6).

Figura 4.14 muestra la gran sandboil en Featherstone reserva en Playa de pinos, desde que un grueso muestra de la arena fue recuperado. Figuras 4.15-4.18 dar electrones microgrficas de diversos fracciones de la arena en relacin con el tamao de tamiz. Las micrografas estn en el mismo nivel de ampliacin, 100 veces y muestran que las partculas tienden a ser angular para subrounded en forma. Como la partcula tamao disminuye la angularidad de los aumentos de las partculas.

4-16

Figura 4.14 Sandboil en la playa de pinos Featherstone reserva desde que arena fue tomada para fotografas de microscopio electrnico. (Aproximado posicin:-43.381111172.703611 )

Figura 4.15 partculas de arena pasando el tamiz de 0.045 mm (N 325).

4-17

Figura 4.16 partculas de arena retenidas en el tamiz de 0.063 mm (N 230).

Figura 4.17 partculas de arena retenidas en el tamiz de 0,090 mm (n 170).

4-18

Figura 4,18 partculas de arena retenidas en el tamiz de 0.212 mm (N 70).

Efectos de la licuefaccin y difusin lateral en cursos y humedales Residentes de la zona de Bexley, coment sobre el efecto del terremoto en los humedales de Bexley. Figura 4.19 muestra una vista de caminar la ruta en el sur de la Subdivisin. Muchos arena hierve se ve en la cama de la zona hmeda (marea alta el 29 de septiembre), que se inund marea alta antes al terremoto. Camas de secuencia se observaron tambin que Dostoyvski (figura 4.20). Un residente local confirm que esto fue no cmo el lecho del ro pareca antes del terremoto. En algunos lugares era necesario Desactive el lecho del ro poco despus del terremoto.

4-19

Figura 4.19 vista de los humedales de Bexley marea alta cerca de mircoles, 29 de septiembre de 2010. Antes al terremoto en esta zona se inund durante la marea alta.

Figura 4.20 fotografa del Arroyo cerca del Parque de la porrita para el mircoles, 15 de septiembre de 2010. Hay propagacin lateral hacia esta corriente de ambos lados. Es slo posible divisar un hervir en medio de los escombros de cama de secuencia a la derecha del pato de arena. Varios otros fornculos Arenas eran visibles a lo largo del tramo de Dostoyvski el lecho del ro.

4-20

Imgenes de Google como prueba de licuefaccin Unas horas despus del terremoto, una imagen de GeoEye de parte de la zona afectada por el terremoto fue capturado. Ya sbado, 04 de septiembre de 2010 fue un da claro, esta imagen siempre buena prueba de licuefaccin en algunas partes de la ciudad. Figura 4.21 muestra parte de la imagen GeoEye cubriendo porrita para parque. Figura 4.9a muestra una imagen de porrita para Parque tomadas desde un helicptero la tarde de viernes, 10 de septiembre de 2010. Comparacin de estas dos imgenes (grficos 4.9a y 4.21) y tambin observaciones sobre suelo reconocimiento, demuestra que imgenes areas de GeoEye puedan utilizarse para identificar licuefaccin. No en vano, resulta que la clave de esta identificacin es contraste. La luz color de la arena eyectada contrasta muy bien con el csped verde subyacente. En reas donde la Arena expulsado cubra el pavimento, como Bexley, el GeoEye imagen no fue tan til para identificacin de licuefaccin. Los residentes locales comentaron que en la maana despus del terremoto del Avon y Heathcote ros tenan una apariencia lechosa. Esto es porque la arena expulsada contena suficiente material fino (normalmente un 10% ms fino que unos 0.050 mm (tamiz N 270)) para permanecer en suspensin durante algn tiempo Cuando se mezcla con agua. Una imagen de GeoEye de parte de la zona de Halswell se muestra en la figura 4.22. Esta cifra sugiere que hay algunas reas de Halswell donde se produjo la licuefaccin extensa. Sin embargo, conversaciones con los residentes locales revelaron que un volumen considerable de agua lleg a la superficie de la tierra junto con arena expulsado y esta agua tenan un color lechoso. As, la arena expulsada no puede ser distinguido del agua en la imagen de satlite. Algunos das despus del terremoto Esta agua haba desaparecido. En conclusin, la comparacin de la imagen GeoEye con reconocimiento sobre terreno confirma que, siempre hay suficiente contraste de color entre la eyeccin y el terreno circundante, la imagen de satlite puede utilizarse para la licuefaccin de la identiry. Sin embargo, cuando son grandes volmenes de agua expulsado con la arena que puede ser una falsa indicacin de la cantidad de eyeccin presentes.

4-21

Imagen figura 4.21 de porrita para Parque extrado de la imagen de GeoEye tomada pocas horas despus de la terremoto. Desde la izquierda hasta el borde derecho de la imagen es de ~0.62 km (Google Inc., 2010). (-43.516154 172.684855 )

Figura 4.22 parte de Halswell como fotografiado por GeoEye despus del terremoto. La arena expulsada es acompaado por volmenes considerables de agua formando mini-lagos, tener un color similar a la expulsado de arena. Desde la izquierda hasta el borde derecho de la imagen es de ~2.74 km (Google Inc., 2010). (-43.598349, 172.566383)

4-22

Ciudad de Kaiapoi2 La ciudad de Kaiapoi (poblacin ~ 10.000; rea ~ 5 km) est situado a unos 17 km al norte de Distrito del Christchurch Central de negocios, cerca del extremo noreste de las llanuras de Canterbury. En Kaiapoi, sedimentos Holoceno recientes, aproximadamente 100 m de espesor, overlie 300-400 m de finales Pleistoceno Arenas y gravas, que a su vez descansan sobre roca y una piedra basal de grauvaca (Brown y Webber, 1992).

Hoy en da Kaiapoi se divide en Kaiapoi del Norte y del sur de Kaiapoi por el ro Kaiapoi (Figura 4.23). En el extremo sureste de Kaiapoi, el ro Waimakariri cumple el ro Kaiapoi. El ro Waimakariri y sus canales abandonados influyeron significativamente en la licuefaccin susceptibilidad de Kaiapoi. Como se explica en el captulo de geologa de este informe y en Berrill et al. (1994), antes de 1868, el ro Waimakariri tena dos ramas. La rama norte fluy en el Canal del ro de Kaiapoi actual y la rama sur fluy en el canal ahora abandonado se encontraba entre los canales de Ro Kaiapoi y ro Waimakariri presentes (figura 2.9). Varios antiguos bucles de meandro del ro Waimakariri de pre-1868 han depositado arenas sueltas limosos tanto al norte como al sur del ro Kaiapoi presentes. Adems, la tabla de agua del suelo es generalmente superficial dentro de 1-2 m de la superficie del suelo.

N

Ro Kaiapoi

Figura 4.23 mapa de actualidad Kaiapoi (Google Inc., 2010). Desde la izquierda hasta el borde derecho de el mapa es de ~4.1 km. 4-23

Partes del norte de Kaiapoi licuado durante el terremoto de Cheviot de 1901. Berrill et al (1994) proporcionar un excelente resumen de la licuefaccin que se produjo en Kaiapoi durante el evento de 1901. Particularmente, presentaron evidencia histrica de la aparicin de licuefaccin en el noreste seccin de Kaiapoi, en el extremo oriental de las calles Carlos y Sewell.

Kaiapoi del Norte En el terremoto de Darfield 2010, licuefaccin generalizada se produjo al norte del ro Kaiapoi (Charles St, St Sewell, Cassia St) que afectan a un gran nmero de casas residenciales. Las casas de Esta rea son tpicamente nico o dos pisos de ladrillo y piedra bloque estructuras de mampostera o madera en difundir los cimientos. Figura 4.24 muestra zonas de licuefaccin severa y moderada a baja en la ciudad de Kaiapoi. Una estacin fuerte movimiento Norte Kaiapoi grab un PGA de aproximadamente 0.32 g (media geomtrica de los componentes horizontales) durante el terremoto.

KAIAPOI DEL NORTE

Ro Kaiapoi KAIAPOI SUR

Ro Waimakariri

Figura 4.24 zonas de licuefaccin observada en la ciudad de Kaiapoi, debido a la Darfield 2010 terremoto (el mapa de licuefaccin se basa en la manifestacin superficial de licuefaccin visible en fotografas areas y compilado evidencias de los estudios de suelo).

4-24

La licuefaccin fue particularmente intensa, produciendo hierve de arena masiva de arena gris, limosos, en Lugar de Cassia y en el extremo oriental de las calles de Sewell y Charles. En el peor de los casos rea activa, la arena limosos eyeccin trataba de 400 mm de espesor, como se muestra en la figura 4.25. Algunos residentes informaron giseres apareciendo en el patio de su casa tras el terremoto, a menudo formando un pequeo estanque cerca de la casa permaneci durante varios das despus del evento. Una prueba de SWS y DPTs fueron realizadas por el Equipo de GEER-NZ en esta rea, con la prueba de SWS indicando los suelos sueltos y suaves hasta profundidades de 8-9 m (Figura 4.26).

(a) (b)

(c) (d) Figura 4.25 manifestacin de licuefaccin muy severa en zona residencial a Cass Pl, norte Kaiapoi (-43.387944 , 172.670111 ): (a) ~ 40 gruesa capa cm de recubrimiento de mezcla agua-arena-limo una propiedad residencial afectada por licuefaccin muy grave; apartado b del ver el mismo ngulo, pero despus la limpiar de arenas fornculos; (c) vista desde la calle (antes de limpiar); y (d) licuado limo-arena mezcla cubriendo el suelo fuera de la casa y una alfombra dentro de la casa de agua (visto a travs de una ventana desde dentro de la casa).

4-25

Figura 4.26 resultados de SWS probar y DCPTs realizada en el patio trasero de una casa en Cassia Pl.

Como se determina a partir de los taladros de perforacin de augered para las DCPTs, la profundidad del suelo agua tabla y en la parte superior de la capa de licuado difera entre los dos lugares de la prueba en Pl Cassia aunque las ubicaciones de las pruebas fueron slo ~ 25 m de distancia. Sin embargo, la elevacin de superficie de los dos lugares de pr difieren por aproximadamente 0,5 m. Como resultado, las alturas de la tabla de agua del suelo son similares para la dos pruebas de ubicaciones, con la profundidad a la parte superior de la capa licuada ligeramente diferentes. Como con la sitio de Bracken St (figura 4.4), una capa de limo de 10 a 15 cm, grueso, muy hmedo, muy suave arcilla y plstico sobreyace la capa licuada. En esta rea general, incluyendo al final Oriente de St Charles y St Sewell, llev la licuefaccin gran asentamiento de muchas casas, con asentamiento diferencial que resulte en estructural daos. La distorsin de gran terreno, grietas y fisuras en el suelo provocaron importantes daos a enterraron lneas en esta rea. La intensidad de licuefaccin gradualmente disminuy de grave a moderada a leve y no licuefaccin cuando lejos hacia el norte o el oeste de la Georgitsis St-Cass St-Askeaton Dr bloque. El rea a lo largo de la pasarela de la Baha de Pegasus (desde el centro de informacin de visitantes de Kaiapoi en el Este parque de Askeaton en el oeste) se vio afectada por difusin lateral significativa con grietas grandes y fisuras en el terreno inclinado hacia St Charles (figura 4.27). Casas residenciales en este zona fueron afectadas tanto por la licuefaccin y lateral propagacin (figura 4.28). El reconocimiento equipo llevado a cabo encuestas de suelo detallados de propagacin lateral a lo largo de varios perfiles en este

4-26

ubicacin, que ser presentada en detalle en publicaciones posteriores. Adems, dos agujero agujeros fueron hechos usando un taladro de mano. Sin embargo, el perfil consista principalmente en relleno aleatorio (gravas y guijarros y madera), lo que dificulta avanzar el Pierre auger. Uno de los taladros de perforacin hasta una profundidad de ~5.5 metros, todava una gruesa capa de licuado no se pudo encontrar. Sin embargo, delgado (< 10 fueron alternas capas de cm) de arena saturada sueltos y sedimentos de arcilla y plstico muy hmedo, muy suave encontr, especialmente cerca de una gran propagacin lateral crack (figura 4.27b). Esta difusin lateral crack tena indicios de eyeccin en o inmediatamente cerca de l. Este crack estaba ms cercano al ro que los que estaban llenos de restos, que fueron un m 30 adicional ms all del ro. Es posible, que las capas de suelo que se desliz sobre estos alternando capas de arena suelta y arcilla y plstico lgamo probablemente licuados\/suavizado durante la sacudida del terremoto.

(a) (b) Figura 4.27 evidencia de licuefaccin y lateral extendiendo a lo largo de St Charles y el Dique Norte del ro Kaiapoi (-43.384694 , 172.660944 ). Tenga en cuenta los enormes montones de arena limpio hasta obstruir la vista de las casas en la letra a.

4-27

(a)

(b) (c) Figura 4.28 licuefaccin y lateral difundiendo en Kaiapoi del Norte: (a) evidencia de una amplia licuefaccin en el extremo oriental de St Charles (-43.386805 , 172.667166 ); y difusin lateral (b) lo que resulta en una distorsin de gran terreno en suelos de Fundacin (Charles St) (-43.386666 , 172.666111 )

Kaiapoi sur En el sur de Kaiapoi, la funcin de falla de tierra ms dominante fue la licuefaccin y masiva lateral de propagacin que afect a la rama oriental de la unidad de Courtenay. La zona afectada por el lateral difusin, se muestra en la figura 4.29, era aproximadamente de 1 km durante mucho tiempo en la direccin norte-sur y

4-28

extendido entre 200 y 300 metros hacia el interior de la secuencia de Courtenay y lago de Courtenay. El Lago artificial fue creado durante la construccin del extremo norte de Courtenay Dr. Borrow material fue retirado de la zona donde el lago est actualmente situado y utilizar como relleno hidrulico (~ 1 m de espesor) de la rama norte del Dr Courtenay (cmd, 2010).

(a)

(b) Figura 4.29 lateral masiva difusin en Kaiapoi sur: (a) arena hierve y zona afectada por lateral extendiendo por lago de Courtenay (desde un paso elevado de helicptero el viernes 10 de septiembre 2010); y lateral (b) grandes grietas en tierras agrcolas (en B:-43.3941389 , 172.659750).

4-29

El borde oriental de Kaiapoi se muestra en las fotografas areas tomadas despus del terremoto de Darfield (Figura 4.30). Se muestra el esquema del canal del ro Waimakariri 1865 (figura 2.9) por la lnea roja discontinua. En el lado oriental de Kaiapoi, el antiguo canal pasa por debajo de la actualidad rea de Dr Courtenay da aparece como posicin 1, donde graves daos a las propiedades residenciales ocurri debido a la propagacin lateral (figura 4.34). Ms al sur, en las posiciones a y B (figura 4.29), grandes grietas debido a la propagacin lateral hacia Courtenay Stream son evidentes. A lo largo de este tramo desde la posicin a la esquina noreste de Dr Courtenay (ligeramente al norte de la posicin 1), detallada se llevaron a cabo encuestas de terreno a lo largo de diez transectos incluyendo medicin y asignacin de ancho de grietas, desplazamientos verticales y geo-etiquetado de grandes grietas y otro lateral de propagacin caractersticas. Figura 4.31 indica geo-etiquetadas grandes grietas y cuatro transectos de detallado mediciones en posicin A.

Figura 4.30 vista area del lateral extendiendo el rea de Kaiapoi del Sur.

4-30

Figura 4.31 vista area del lateral propagacin rea en posicin a en Kaiapoi sur mostrando cuatro transectos de estudios detallados del terreno.

Ms al sur, cerca de las vas del tren en la posicin 2 (figura 4.30), fornculos grandes de arenas formada (figura 4.32). En la posicin 3 (figura 4.33), licuefaccin provoque daos en las vas del tren. La foto en la figura 4.33 fue tomada desde una posicin de Rd de Doubleday en una direccin NNE a lo largo de las vas, que indica movimiento de deformacin y la pista de tierra. Moverse hacia el norte a lo largo de las vas del tren a posiciones 4 y una (figura 4.30), figura 4.31 proporciona una vista ms detallada de licuefaccin y lateral cruzando las vas al sur de Kaiapoi. Uso de los vehculos en la foto para escala da una buena indicacin de tamao significativo de estas grietas y el volumen de eyeccin.

4-31

Figura 4.32 arena hierve en campos. (Posicin 2; - 43.4026, 172.6503)

Figura 4.33 daos al tren pistas debido al movimiento de tierra. (Posicin 3; - 43.4068, 172.6489)

Propagacin lateral dio lugar a grandes desplazamientos laterales permanentes del orden de 1.0-3.5 m con suelo grande grietas de 0.5-1.5-m amplia ejecutar a travs de propiedades residenciales y casas a lo largo de la rama oriental del Dr Courtenay. En esta rea, solo historia y dos pisos casas sufri daos muy graves debido a movimientos de tierra lateral grandes incluyendo gran inclinacin, prdida de apoyo de la Fundacin, tensin grietas en fundaciones y losas (figura 4.34). Es importante que

4-32

a pesar del extremo movimiento lateral de los suelos de Fundacin inmediato y los fundamentos S, todas las casas mostraban capacidad de deformacin dctil grandes y siguieron llevando la gravedad a carga, a pesar de ser arrancado literalmente a la mitad en algunos casos. El equipo de reconocimiento visit el zona y llevaron a cabo inspecciones detalladas y las mediciones de las casas distorsionadas en varias ocasiones. Hubo evidencia clara de que el movimiento lateral, al menos en algunas partes de la la zona afectada, sigui desarrollar o aumentar bien despus del evento principal. Dos consecutivos mediciones del ancho de una grieta de gran terreno llevado a cabo los das 11 y 15 de septiembre mostr un aumento en el ancho de 20 cm durante este perodo (es decir, de 1,4 m a 1,6 m). Los residentes de la los vecinos de propiedad informaron nuevas grietas extensas que aparecen en su casa durante el mismo tiempo perodo. Se cree que esto continu deformacin fue el resultado de una combinacin de fluencia debido a estticos conduccin cizalladura subraya, suelos significativamente suavizadas y efectos de rplicas en un estructura marginalmente estable bajo cargas de gravedad. Una prueba SASW, DCPT y SWS prueba se realizaron en una casa junto Dr Courtenay. Los resultados se presentan en la figura 4.35.

(a)

4-33

(b) Figura 4.34 Lateral propagando a Dr Courtenay, sur Kaiapoi: (a) arena hierve y propagacin lateral grietas; y (b) efectos de propagacin lateral en zona residencial.Velocidad de onda cortante, m\/s0 0 50 100 150 200 250 300

2

Profundidad, m

4

6

8

VS GWL

10

Figura 4.35 resultados de sierras probar, prueba DCPT y SWS realizada en una propiedad residencial a lo largo de Dr Courtenay.

4-34

Licuefaccin asociada expulsado grava Selwyn ro cerca de Greendale El ro Selwyn atraviesa las llanuras de Canterbury que fluye en direccin sudeste aproximadamente al sur de Christchurch y desempeo en Lago Ellesmere. En la sesin de noche de Domingo, 12 de septiembre de 2010, Pilar Villamor de GNS inform a la Equipo que ella haba visto licuefaccin en un Potrero de granja al final de la traza de falla Greendale. El paddock estaba en la propiedad de Selwyn bifurcaciones que se accede desde el HororataDunsandel Rd en el lado sur de los ros Hororata y Selwyn. Las ubicaciones de los licuefaccin se muestran en la figura 4.36. El equipo de GEER-NZ visit la zona el lunes, 13 de septiembre de 2010. En la tarde del Domingo, 12 de septiembre de 2010, han habido fuertes lluvias en la zona, etc. el lunes ro canales ejecutaban altos y el ro Hororata fue fluyendo en nuevas reas debido a la daos de dique durante el terremoto. El equipo busc primero final de Gillanders Rd, en el Darfield lado y encontr una zona con daos de tierra en el extremo de la pista, cerca a uno de los canales de Ro (figura 4.37). A poca distancia de aqu al final de Gillanders Rd, el equipo encontr dao a la no selladas pavimento y en el borde de csped