Avaliação do modelo recorrente de regressão de aceleração de pico do terreno com base em dados de uma mineradora do interior de São Paulo, Brasil
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Evaluation of peak ground acceleration regression models based on data from a mining company in São Paulo, Brazil
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Roberto da Costa Quinino
Anderson Laécio Galindo Trindade
Anderson Laécio Galindo Trindade
Resumo
A sismicidade é intrínseca à existência do nosso planeta, de forma que o entendimento da sismologia é imprescindível para a humanidade. Modelos de movimentação de terra (GMM) buscam estimar a vibração em determinado ponto a partir de dados da
fonte sísmica e sua distância. Dentre as muitas aplicações, pode-se apontar, por exemplo, o projeto de estruturas resistentes a terremotos. Na literatura sismológica, são recorrentes GMM que considerem um modelo de regressão múltipla linear a partir
do logaritmo da aceleração de pico do terreno (PGA) sendo estimada a partir dos logaritmos de potência sísmica e distância da fonte. O objetivo desse estudo foi avaliar aspectos estatísticos sobre essa abordagem, perspectiva comumente negligenciada na literatura específica. Foram elaborados cinco (05) modelos: dois de regressão linear simples (PGA em função de potência e de distância separadamente) e três de regressão linear múltipla (com dados com transformação logarítmica e sem transformação). Os resultados mostraram que, para os dados considerados (intervalo de um ano de um sistema de monitoramento microssísmico de cava de São Paulo - Brasil), as premissas de normalidade e homoscedasticidade dos resíduos não foram respeitadas em nenhum modelo. Os coeficientes de determinação preditivos não ultrapassaram 16%, valor baixo, mas possivelmente explicado por: (i) falta de
distinção da fonte sísmica na base de dados, (ii) heterogeneidade da geologia ao redor da cava, (iii) falhas no sistema de monitoramento microssísmico e (iv) limitações na abordagem estatísticas. Portanto, o modelo amplamente utilizado na Sismologia, para o banco de dados empregado, não se mostrou estatisticamente válido. Sugere-se a abordagem não-linear para se tentar solucionar a questão.
Abstract
Seismicity is intrinsic to the existence of our planet, so the understanding of seismology is essential for humanity. Ground motion models (GMM) seek to estimate the vibration at a given point from seismic source data and its distance. Among the many
applications, one example is the design of earthquake reinforced structures. In the seismological literature, GMMs that consider a linear multiple regression model from the logarithm of peak ground acceleration (PGA) are recurrent, being estimated from the logarithms of seismic power and distance from the source. The objective of this study was to evaluate statistical aspects of this approach, a perspective commonly neglected in the specific literature. Five (05) models were developed: two of simple linear regression (PGA as a function of power and distance separately) and three of multiple linear regression (with data with and without logarithmic transformation). The results suggested that, for the considered data (one year period of a microseismic monitoring system of an open pit in São Paulo - Brazil), the assumptions of normality and homoscedasticity of the residues were not respected by any model. The adjusted determination coefficients did not exceed 16%, a low value, but possibly explained by: (i) lack of distinction of seismic sources in the database, (ii) heterogeneity of the geology around the pit, (iii) failures in the microseismic monitoring system and (iv)
limitations in the statistical approach. Therefore, such model widely used in Seismology, for the employed database, was not statistically valid. A non-linear approach is suggested as an alternative to solve the issue.
Assunto
Estatística, Análise de regressão, Sismologia – Métodos estatísticos, Modelo de movimentação do terreno – Teoria da previsão
Palavras-chave
Modelo de movimentação do terreno, Equações de predição de movimentação de terreno, Monitoramento microssísmico, Aceleração de pico do terreno, Terremotos
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