Subsoil classification and geotechnical zonation for Guadalajara City, México: Vs30, soil fundamental periods, 3D structure and profiles

Guadalajara, Jalisco, is the second largest city in Mexico with around 4.5 million inhabitants. A high seismic hazard exists in the city due to forces produced by the interaction between the Rivera, Cocos and North American plates and the smaller Jalisco Block. Guadalajara is one of the largest cities built over pumice soil deposits. Furthermore, the near‐surface phreatic level causes a high susceptibility to liquefaction. All these features can cause extreme earthquake site effects. Due to the fragile inner structure of pumice sands, traditional geotechnical tests are inappropriate to characterize the seismic response. Therefore, we propose the use of surface wave analysis methods (multichannel analysis of surface waves and refraction microtremor), which we applied in 33 sites to define the soil classification in terms of VS30 (the average shear wave velocity between the surface and 30 m depth), the bedrock depth and the fundamental period. From the soil classification, we construct a microzonation map consisting of four geotechnical zones, which we superimpose on the known construction systems within the city. The comparison between the construction period of the buildings and the fundamental frequencies of the soil indicates a high vulnerability to resonance in 1‐ to 4‐storied old buildings constructed of adobe and unreinforced masonry within zones II and III, followed by a medium vulnerability to seismic resonance in compact buildings of 1–4 stories within zone I and 1–12 stories within zones II and IV.TU Berlin, Open-Access-Mittel – 202

19th September: a date marked by earthquakes in Mexico City

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SPAC: An alternative method to estimate earthquake site effects in Mexico City

Debido a la sencillez de su registro y a la facilidad relativa de su análisis, los microtremores se han convertido en una herramienta de gran utilidad para los estudios de microzonificación sísmica. El método SPAC propuesto por Aki (1957) permite obtener información sobre la estratigrafía del sitio en estudio, a partir de registros de microtremores obtenidos con un arreglo instrumental. El efecto de sitio, caracterizado por el periodo dominante y la amplificación, se estima con la estratigrafía obtenida. En este artículo se presentan las generalidades del método SPAC, su aplicación a registros de un arreglo instrumental en Ciudad Universitaria, México, y se realiza una comparación con los resultados obtenidos con el método de F-K por Kagawa (1996). La estructura de velocidades obtenida en este trabajo es consistente con la obtenida por Kagawa (1996). También se concluye que el método SPAC es más eficiente que el método F-K, pues requiere menor número de arreglos y menor número de estaciones por arreglo para obtener los mismos resultados. También se presenta la función de transferencia del modelo de velocidades obtenido, y se compara con la función de transferencia del modelo de velocidades de Kagawa, y también con la obtenida con cocientes espectrales de datos de terremotos. Este ejemplo muestra que a partir de registros de microtremores y el método SPAC es posible realizar una estimación confiable de la estructura de velocidades. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2003.42.2.26

Microtremor studies using the SPAC method: Experiences and applications to four sites in Mexico

El registro y los análisis de microtremores es hoy en día una parte fundamental en la evaluación del riesgo sísmico. En este trabajo se discute la aplicabilidad y resultados con el método de Autocorrelación Espacial (SPAC), que permite obtener un modelo de velocidad sitio, así como la estimación del modelo propagación de ondas ID, complementarla estimación de la respuesta de sitio. Hemos trabajado en cuatro ciudades de México con diferentes condiciones urbanas, geológicas de los sitios. También los objetivos y necesidades de cada estudio en particular son diferentes. Esto afecta a la distribución de los arreglos espaciales así como la resolución de profundidad para el método SPAC. Aquí analizamos estos estudios y sus resultados correspondientes. Con base en estos resultados podemos concluir que es posible caracterizar los efectos de sitio y la respuesta de sitio usando incluso arreglos lineales y, dependiendo de las condiciones geológicas, también es posible explorar las capas profundas. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2011.50.3.22

Some new theoretical considerations about the ellipticity of Rayleigh waves in the light of site-effect studies in Israel and Mexico

La amplificación del movimiento del terreno, como resultado de la presencia de suelos blandos, es un fenómeno común en áreas urbanas y bien identificado como un factor que incrementa el daño y el número de pérdidas humanas. Por otro lado, para el análisis de la amenaza sísmica, el estudio de la elipticidad de las ondas de Rayleigh se ha hecho más popular en el contexto del uso de registros de vibraciones ambientales, además, los resultados pueden ser usados en la inversión de la estructura de velocidades. Los efectos de sitio normalmente pueden ser modelados a partir de un perfil de velocidades simple, dado el alto contraste de impedancias en la estructura somera del subsuelo. Por lo tanto, el análisis y el entendimiento de las implicaciones de un modelo tan simple como una capa sobre un semiespacio (LOH, por sus siglas en inglés) son de suma importancia, no sólo teórica sino también práctica. Adicionalmente, para registros de vibraciones ambientales todavía no se cuenta con un modelo teórico que explique de manera satisfactoria los resultados de los cocientes espectrales H/V; un punto de inicio sobre la elipticidad de las ondas Rayleigh es la fórmula exacta propuesta por Malischewsky y Scherbaum (2004). Es possible mostrar que un modelo tan simple como LOH puede producir una gran variedad de curvas H/V-versus-frecuencia y mostramos como ejemplo las curvas H/V con más de un máximo para los casos de Israel y de México. Este fenómeno se atribuye a la contribución de capas adicionales, esto es, que el primer máximo se asocia con la frecuencia de resonancia de la primera capa y los máximos secundarios se asocian con las frecuencias de resonancia de capas más profundas. Demostramos que con un modelo LOH obtenemos dos máximos, para ciertos valores del módulo de Poisson. Sin embargo, este modelo simple no puede explicar las curvas experimentales consideradas, para las que posiblemente se requieran perfiles de velocidades más complejos y modos de propagación superiores. Estas consideraciones pueden implicar restricciones para los valores del módulo de Poisson, que normalmente no se toman en consideración. En conclusión, estas investigaciones analíticas y semi-analíticas son indispensables para un mejor entendimiento del comportamiento de la elipticidad de las ondas de Rayleigh en su uso para estudios de efectos de sitio. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2010.49.3.11

Drilling into an active mofette: pilot-hole study of the impact of CO2-rich mantle-derived fluids on the geo–bio interaction in the western Eger Rift (Czech Republic)

Microbial life in the continental "deep biosphere" is closely linked to geodynamic processes, yet this interaction is poorly studied. The Cheb Basin in the western Eger Rift (Czech Republic) is an ideal place for such a study because it displays almost permanent seismic activity along active faults with earthquake swarms up to ML 4.5 and intense degassing of mantle-derived CO2 in conduits that show up at the surface in form of mofettes. We hypothesize that microbial life is significantly accelerated in active fault zones and in CO2 conduits, due to increased fluid and substrate flow. To test this hypothesis, pilot hole HJB-1 was drilled in spring 2016 at the major mofette of the Hartoušov mofette field, after extensive pre-drill surveys to optimize the well location. After drilling through a thin caprock-like structure at 78.5 m, a CO2 blowout occurred indicating a CO2 reservoir in the underlying sandy clay. A pumping test revealed the presence of mineral water dominated by Na+, Ca2+, HCO3−, SO42− (Na-Ca-HCO3-SO4 type) having a temperature of 18.6 °C and a conductivity of 6760 µS cm−1. The high content of sulfate (1470 mg L−1) is typical of Carlsbad Spa mineral waters. The hole penetrated about 90 m of Cenozoic sediments and reached a final depth of 108.50 m in Palaeozoic schists. Core recovery was about 85 %. The cored sediments are mudstones with minor carbonates, sandstones and lignite coals that were deposited in a lacustrine environment. Deformation structures and alteration features are abundant in the core. Ongoing studies will show if they result from the flow of CO2-rich fluids or not