Surface wave analysis for local conditions characterization

Abstract

The presented doctoral thesis focuses on the characterization of local site conditions within the framework of seismic hazard assessment, with a particular emphasis on surface-wave dispersion analysis and the proxy parameter Vs30, defined as the average shear-wave velocity of the top 30 meters of the subsurface. The study integrates theoretical insights, methodological advancements, and applied research across three main areas: (1) the physical understanding and quantification of site effects, including their role in ground motion amplification; (2) advanced surface-wave analysis techniques for near-surface shear-wave velocity profiling; and (3) the development and application of surface wave-based strategies for Vs30 estimation and interpretation. An extensive literature review forms the foundation of this thesis, providing a detailed exploration of the physical principles underlying local site amplification, with a particular emphasis on shear-wave velocity and related proxy parameters. Special attention is given to Vs30, including its methodological challenges and its debated role in engineering seismology. The thesis contributes to the ongoing international discussion regarding the suitability of Vs30 as a standalone site-effect parameter by analyzing a unique dataset from the West Bohemia...

Předložená disertační práce se zaměřuje na charakterizaci lokálních podmínek v rámci hodnocení seismického hazardu, s důrazem na disperzní analýzu povrchových vln a proxy parametr Vs30, který je definován jako průměrná rychlost šíření střižných vln v horních 30 metrech podloží. Práce integruje teoretické poznatky, metodologický pokrok a aplikovaný výzkum ve třech hlavních oblastech: (1) fyzikální pochopení a kvantifikace lokálních účinků zemětřesení (tzv. site effects), včetně jejich role v zesílení procházejících seismických vln; (2) pokročilé techniky analýzy povrchových vln pro profilování rychlostí střižných vln v mělkých částech podloží; a (3) vývoj a aplikace metod založených na povrchových vlnách pro odhad a interpretaci parametru Vs30. Obsáhlá literární rešerše tvoří základ práce a podrobně se věnuje fyzikálním principům zesilování lokálních podmínek, přičemž klade důraz na rychlost střižných vln a související proxy parametry. Zvláštní pozornost je věnována Vs30, včetně jeho metodologických výzev a diskutované role v inženýrské seismologii. Do probíhající mezinárodní diskuze o vhodnosti Vs30 jako samostatného parametru pro charakterizaci lokálních podmínek přispívá analýzou unikátního datasetu ze seismické sítě WEBNET v západních Čechách, kde byly hodnoty Vs30, odvozené z povrchových vln,...