Assessment of three-dimensional site effects using seismic ambient vibrations

Abstract

This dissertation investigates the influence of local geological structures on seismic wave propagation, with a focus on phreatomagmatic craters (so-called maars) in the West Bohemia region. The research primarily focuses on the Mýtina maar, where am- bient seismic noise measurements and their numerical modeling were used to analyze subsurface structures and validate the methodological approach. At the newly identi- fied maars of Nežichov and Sepuska, a broader range of methods was applied-including ambient seismic noise measurements, numerical modeling, gravimetric surveys, and elec- trical resistivity tomography-which enabled a detailed characterization of their geolog- ical features and a comparative analysis. The results show that the internal infill of maar craters, typically forming conical structures, significantly amplifies seismic waves, with the amplification characteristics strongly dependent on their geometry and sedi- mentary composition. Numerical models of seismic response confirm that the elliptical cross-section of the maar leads to the splitting of resonance frequencies along the prin- cipal axes of symmetry. The simulated response corresponds well with observed data and allows estimation of structural geometry at depths beyond the reach of conventional geophysical methods. Preliminary...

Tato dizertační práce zkoumá vliv lokálních geologických struktur na šíření seismic- kých vln se zaměřením na freatomagmatické krátery (tzv. maary) v oblasti západních Čech. Předmětem výzkumu byl především maar Mýtina, kde byla k analýze podpovr- chové struktury a ověření metodického postupu využita měření seismického šumu a jejich numerické modelování. U nově identifikovaných maarů (Nežichov a Sepuska) byla ná- sledně aplikována širší škála metod - měření seismického šumu, numerické modelování, gravimetrický průzkum a elektrická rezistivitní tomografie - což umožnilo detailní popis jejich geologických vlastností a srovnávací analýzu. Výsledky ukazují, že vnitřní výplně maarových kráterů, které typicky tvoří kuželovité struktury, významně zesilují seismické vlny, přičemž charakter tohoto zesílení výrazně závisí na jejich geometrii a sedimentár- ním složení. Numerické modely seismické odezvy potvrzují, že eliptický průřez maaru vede k rozdělení rezonančních frekvencí podél hlavních os symetrie. Simulovaná odezva dobře odpovídá pozorovaným datům a umožňuje odhadnout tvar struktury i ve větších hloubkách, než je obvykle dosažitelné tradičními geofyzikálními metodami. Předběžné studie na dalších lokalitách, jako jsou maary Ztracený rybník, Bažina a Neualbenreuth, naznačují, že přítomnost rašelinné vrstvy ve...