J 2025

Ambient vibrations of a deep maar resonator

LABUTA, Martin, Ivo OPRŠAL, Daniel-Aaron LANDA and Jan BURJÁNEK

Basic information

Original name

Ambient vibrations of a deep maar resonator

Name in Czech

Okolní vibrace hlubokého maarového rezonátoru

Authors

LABUTA, Martin (guarantor), Ivo OPRŠAL (203 Czech Republic, belonging to the institution), Daniel-Aaron LANDA and Jan BURJÁNEK

Edition

Soil dynamics and earthquake engineering, United Kingdom, Elsevier B.V. 2025, 0267-7261

Other information

Language

English

Type of outcome

Article in a journal

Field of Study

10500 1.5. Earth and related environmental sciences

Country of publisher

United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland

Confidentiality degree

is not subject to a state or trade secret

References:

URL

Impact factor

Impact factor: 4.000 in 2022

Organization unit

Institute of Technology and Business in České Budějovice

UT WoS

001356712700001

Keywords (in Czech)

Okolní vibrace; lokální efekty; 3D rezonance; spektrální analýza; odezva maarové vulkanické struktury; disperzní křivky; F–K analýzakřivky; F–K analýza

Keywords in English

ambient vibrations; site effects; 3D resonance; spectral analysis; maar volcanic structure response; Dispersion curves; F–K analysis

Tags

KIPV1, KST1, KST12, RIV24

Links

GA20-15818S, research and development project.
Changed: 5/3/2025 13:00, Ing. Barbora Langšádlová

Abstract

ORIG CZ

V originále

We introduce non-invasive seismic methods for identifying and characterizing maar sedimentary infills. We conducted a dense ambient vibration survey and employed state-of-the-art 3D resonance analysis techniques to map the lateral extent and depths of the sedimentary layers, a challenge with traditional geophysical methods due to unfavorable aspect ratios (depth > lateral dimension). The ambient vibrations of maars are predominantly driven by normal mode motions due to 3D resonance of crater infills. Dense station coverage enabled detailed images of the normal mode shapes revealing infill symmetries. The resonance results in extreme ground motion amplification, with factors reaching up to 30 on the vertical component, challenging conventional beliefs about site effects and methodologies based on widely used horizontal-to-vertical spectral ratios. These results are supported by numerical simulations of the maar's seismic response. The observed response is so specific that it can be used to identify partly eroded maar structures in the field.

In Czech

V této studii byly aplikovány neinvazivní seismické metody pro identifikaci a charakterizaci sedimentárních výplní maarů. provedli jsme měření okolních vibrací a využili nejmodernější 3D rezonanční analytické techniky k mapování laterálního rozsahu a hloubky sedimentárních vrstev, což je výrazně efektivnější a přesnější, než tradiční geofyzikální metody, které jsou málo průkazné kvůli nepříznivým poměrům (hloubka > laterální rozměr). Okolní vibrace maarů jsou se projevují převážně jako pohyby normálních módů v důsledku 3D rezonance kráterových výplní. Husté pokrytí stanicemi umožnilo detailní zobrazení tvarů normálních módů odhalujících symetrie výplní. Rezonance způsobuje extrémní zesílení pohybu podloží, přičemž vertikální složka dosahuje zesílení až 30krát, což zpochybňuje konvenční představy o lokálních seizmických efektech a metodách založených na široce používaných poměrech horizontální a vertikální spektrální složky. Tyto výsledky jsou podpořeny numerickými simulacemi seizmické odezvy maaru. Pozorovaná odezva je natolik specifická, že ji lze využít k identifikaci částečně erodovaných maarových struktur v terénu.
Displayed: 22/3/2025 08:49