Марк Стирлинг из Университета Отаго и его коллеги определили и оценили возраст этих бросающих вызов гравитации скальных образований, расположенных примерно в 2 километрах от участка плотины, используя эти данные для определения пиковых ускорений грунта, которые камни могут выдержать перед опрокидыванием.
Это, в свою очередь, использовалось для установки спектра землетрясений для оценки безопасности (SEE) для плотины или ожидаемых пиковых колебаний грунта при землетрясении с периодом повторяемости 10 000 лет, который определяет оценку безопасности и сейсмический расчет конструкции.
Как сообщают исследователи в Бюллетене Сейсмологического общества Америки, пиковое ускорение грунта для нового спектра SEE, разработанного на основе данных о горных породах, а также обновленной модели сейсмической опасности для региона, значительно снижено по сравнению с их предварительными оценками. в 2012.
Однако новые расчетные значения движения грунта аналогичны тем, которые использовались – случайно – при строительстве плотины в 1980-х годах. «Нет ничего, что нужно сделать для укрепления плотины», – сказал Стирлинг. «Однако исследование показывает всем соответствующим органам власти, что плотина соответствует современным нормам."
Исследование также «служит важным доказательством правильности концепции будущего применения хрупких геологических объектов (FGF) в инженерном проектировании», – пишут Стирлинг и его коллеги.
FGF особенно полезны при настройке параметров инженерного проектирования в местах, где период между соответствующими землетрясениями очень велик – 10 000 лет и более. В этих случаях геологические особенности могут помочь проверить вероятностные оценки сейсмической опасности.
В то время как сейсмологи исследовали полезность этих функций для других инженерных проектов, таких как закрытое хранилище ядерных отходов Yucca Mountain в Неваде и электростанция Diablo Canyon в Калифорнии, плотина Clyde Dam является первой, в которой хрупкие элементы используются для создания расчетного движения грунта.
Плотина Клайд расположена в районе Центрального Отаго «Хребет и бассейн» в южной части Южного острова Новой Зеландии.
На широком плато, расположенном к юго-западу от плотины, называемом равниной Кэрнмюр, обнажения сланцевой породы, выступающие над ландшафтом, вырезаны эрозией в потенциально нестабильные конфигурации.
В результате кропотливых усилий Стирлинг и его коллеги идентифицировали эти сомнительно сбалансированные породы и провели полевые измерения их геометрии, чтобы оценить их хрупкость. Затем исследователи проанализировали образования, используя данные о радионуклидах, которые позволяют оценить, как долго поверхность горной породы подвергалась воздействию атмосферы. Эти данные могут показать, как долго камень находился в определенной позиции.
«С точки зрения сбора данных наиболее сложной задачей была оценка возраста FGF», – сказал Стирлинг. "Это требовало участия специалиста, тяжелой физической работы, и обычно возникала большая неопределенность в интерпретации дат, чтобы сказать, как долго FGF были хрупкими."
Объединив эти данные с информацией о прошлых землетрясениях вдоль близлежащего разлома Данстан, Стерлинг и его коллеги пришли к выводу, что скалы на равнине Кэрнмюр находились в неустойчивом положении по крайней мере 24000 лет назад.
Это говорит о том, что все они пережили как минимум два землетрясения по разлому Дунстан.
Затем исследователи разработали распределение хрупкости всех ненадежно сбалансированных горных пород в своем исследовании на основе пикового ускорения грунта, чтобы определить пиковые ускорения грунта, которые с наибольшей вероятностью опрокинут любую случайную хрупкую горную структуру с вероятностью более 95%.
Эта информация была использована, чтобы рекомендовать новый спектр SEE для участка плотины.
Предварительные вероятностные расчеты сейсмической опасности для участка показали, что «FGF в этом районе будут сбиты этими сильными движениями грунта, если они произойдут – легко приблизительно оценить хрупкость объектов на глаз в полевых условиях», – пояснил Стирлинг.
Но поскольку особенности все еще остаются высокими, то это было лишь вопросом времени и исследований, добавил он, прежде чем новые оценки опасности Клайд Дам будут пересмотрены.