По записям вертикальных групп KiK-net (сети сильных движений Японии) изучаются экспериментально наблюдаемые эффекты аномально слабого и сильного усиления сейсмических волн в мягких приповерхностных грунтах. Усиление оценивалось по пиковым ускорениям в записях ~20 землетрясений для каждой станции; для интерпретации полученных результатов привлечены модели поведения грунта на этих станциях при землетрясении Тохоку 11 марта 2011 г.

Общий вывод, который можно сделать на основании полученных результатов – что действие трех механизмов преобразования сейсмических волн в грунтовых слоях в большой степени зависит от состава грунтового профиля до глубин порядка 100 м.

 Настоящей работой начинается изучение отклика грунтов различных типов (из 11-ти типов наиболее представительных по площади развития грунтов на территории Российской Федерации) на сейсмические воздействия по данным натурных наблюдений (сети KiK-net). Анализируется отклик мягких песчаных и лессовых грунтов на сейсмические воздействия слабые и средней силы. Показано, что отклик достаточно однородных, без резких сейсмических границ, грунтовых толщ на сейсмические воздействия частотно-зависим, имеются резонансные частоты, на которых сейсмические воздействия заметно усиливаются. При более сильном сейсмическом воздействии резонансные частоты снижаются, и снижается усиление сейсмических колебаний грунтовыми толщами. Все это не учитывается в методе сейсмических жесткостей, применение которого по-прежнему требуется в действующих СП. В Строительных нормах следует изменить практику применения МСЖ, четко определив область применимости метода, и перейти к спектральному описанию поправок за грунтовые условия, посредством спектров реакции, как это сделано в других странах.

Нормативные формулы СП 286.1325800.2016 оценки пиковых ускорений при землетрясениях проверялись на записях, полученных в приразломных зонах сильных землетрясений (M_S ~6.9÷7.15) Японии станциями K-NET и KiK-net. Получено, что зарегистрированные значения пиковых ускорений имеют довольно большой разброс даже в выбранном узком диапазоне магнитуд, очевидно связанный с локальными эффектами землетрясений (откликом грунта, топографическими эффектами и т.п.), а также с различиями характеристик очагов и среды распространения сейсмических волн. Расчеты по нормативным формулам оказались вблизи нижней границы зарегистрированных пиковых ускорений, и вблизи очага они заметно недооценивают пиковые ускорения. В целом, формулы СП 286.1325800.2016 дают лишь довольно приблизительные оценки, и поэтому необходимо разработать более надежные методы оценки пиковых ускорений и других параметров сейсмических воздействий, очевидно с учетом грунтовых условий и региональных особенностей, с компонентами вероятностного анализа.