Chương 2: Mối tương quan giữa băng ghi gia tốc chuyển đổi từ băng ghi vận tốc và băng ghi gia tốc thực
2.3 Lựa chọn trạm và băng ghi
Việc chuyển đổi số liệu vận tốc thành số liệu gia tốc thì chỉ thực hiện được với các băng ghi động đất dải rộng, với các băng ghi động đất dải hẹp thì không thực hiện đựoc do máy ghi chỉ ghi ở một hoặc hai tần số dao động nhất định nên kết quả sẽ không chính xác. Các băng ghi vận tốc ghi được bởi các trận động đất mạnh có độ lớn Ml ≥ 4.0 sẽ cho các băng ghi có chất luợng hơn. Để thực hiện phuơng pháp chuyển đổi băng ghi vận tốc thành băng ghi gia tốc ngoài việc chọn các trận động đất trong khu vực có độ lớn lớn hơn hoặc bằng 4.0 richter, tác giả đã dùng một đoạn code trong chương trình matlab để xác định mức độ tín hiệu có ích trên tín hiệu nhiễu.
Đọan chuơng trình này chủ yếu dựa vào phuơng pháp tính phổ Fourie nhanh để xác định các mức giá trị trên miền tần số của tín hiệu có ích so với tín hiệu nhiễu cùng thu được trên từng kênh. Dựa vào các kết quả tính phổ đó sẽ lựa chọn được các băng vận tốc tại các trạm ghi động đất có đủ điều kiện để việc chuyển đổi số liệu đạt kết quả tốt.
Hình 2.1 Giao diện chương trình tính phổ tín hiệu trên nhiễu với 3 kênh NS, EW, Z
Hình 2.2 Phổ Fourie tín hiệu trên nhiễu với mầu đỏ là của 3 kênh tín hiệu, mầu đen là nhiễu (với mức tín hiệu lớn hơn nhiều lần mức nhiễu thì băng ghi đó sẽ được chọn).
Hình 2.3 Phổ tín hiệu trên phổ nhiễu đối với 3 kênh NS, EW và Z với mầu đỏ là 3 kênh tín
hiệu, mầu đen là nhiễu
Hình 2.4 Phổ tín hiệu và phổ trung bình tín hiệu của 3 kênh NS, EW và Z.
Hình 2.5 Phổ tín hiệu trên phổ nhiễu đối với băng ghi bị nhiễu caovới mầu đỏ là 3 kênh tín hiệu, mầu đen là nhiễu (với mức nhiễu gần bằng mức tín hiệu thì băng ghi đó sẽ bi loại).
Hình 2.6 Phổ tín hiệu trên phổ nhiễu đối với 3 kênh NS, EW và Z với băng ghi bị nhiễu cao (với mức nhiễu của từng kênh gần bằng mức tín hiệu thì băng ghi đó sẽ bi loại).
Hình 2.7 Phổ tín hiệu và phổ trung bình tín hiệu của 3 kênh NS, EW và Z với băng ghi bị nhiễu cao (với mức tín hiệu trung bình của 3 kênh rất thấp thì băng ghi đó sẽ bi loại).
Các băng ghi được định dạng là file ASCII để chương trình matlab có thể đọc được. Khi cắt file thì cần phải cắt trước sóng P một khoảng thời gian, sao cho độ dài trước sóng P lớn hơn hoặc bằng cả thời gian của trận động đất để khi chạy chương trình tính phổ tín hiệu trên phổ nhiễu thì tôi có thể chọn sóng P (Hình 2.1). Khi đó chỉ cần chọn sóng P trên một kênh nhưng đồng thời cũng được chọn trên các kênh còn lại. Sau đó có thể chọn khoảng thời gian xác định phổ, thông thường thì chọn sao cho thời gian của cả trận động đất trên thời gian trước khi xảy ra động đất (trước sóng P).
Nguyên lý của phương pháp tính phổ tín hiệu trên nhiễu này là xác định thời điểm sóng P của trận động đất. Chương trình sẽ tự lùi thời gian về phía trước sóng P là 0.2s, và dùng nguyên lý tính phổ Fourie cho tín hiệu sau sóng P trên phổ Fourie của tín hiệu trước sóng P rồi biểu diễn lên cùng nhau (Hình 2.2). Đồng thời chương trình cũng đưa ra phổ tín hiệu trên nhiễu trên từng kênh để tiện phân tích và so sánh (Hình 2.3). Thêm vào đó chương trình còn đưa ra phổ tín hiệu trung bình của cả 3 kênh (Hình 2.4).
Với các băng ghi bị nhiễu cao như (Hình 2.5, 2.6, 2.7) cho thấy phổ Fourie của tín hiệu trên phổ Fourie nhiễu gần như bằng nhau. Do vậy những băng ghi có nhiễu cao sẽ bị loại do không đủ điều kiện để đưa vào chương trình chuyển đổi từ băng ghi vận tốc sang
băng ghi gia tốc làm giảm độ chính xác của kết quả của việc đánh gia mối tương quan giữa băng ghi vận tốc và băng ghi gia tốc (dưới 0.6).
Các bước trên được áp dụng để đánh giá chất lượng băng ghi tại trạm DBVB (Điện Biên) của trận động đất Sơn La ngày 19/7/2014 với Ml = 4.4. Phương pháp trên cũng được thực hiện đối với các trạm: SLVB, DBVB, BGVB, , HBVB, VIVO để xác định chất lượng băng ghi vận tốc trước khi tiến hành chuyển thành số liệu gia tốc nền.
Việc lựa chọn các trạm có nền đất khác nhau và các trạm có khoảng cách khác nhau để thấy rõ các giá trị PGA thay đổi theo khoảng cách, độ lớn và điều kiện nền đất tại trạm đến giá trị băng gia tốc sau khi đã được chuyển.
Hình 2.8 Bản đồ vị trí chấn tâm của động đất Sơn la ngày 19/7/2014 với hình sao là chấn tâm động đất, đường mầu đỏ là đứt gãy Mường la-Bắc yên.