Study of the earthquake site-effects of the broader Karditsa urban area and deterministicstrong ground motion simulation for the main seismic/active faults of the Thessaly area, using field measurements, stochastic simulations, and Geographic Information Systems

Διπλωματική Εργασία uoadl:1321400 246 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Κατεύθυνση Πρόληψη και Διαχείριση των Φυσικών Καταστροφών
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2014-07-29
Έτος εκπόνησης:
2014
Συγγραφέας:
Παπαζάχος Ιωάννης
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Ευθύμιος Λέκκας Καθηγητής ΕΚΠΑ (επιβλέπων), Νικόλαος Βούλγαρης Λέκτορας ΕΚΠΑ, Ιωάννης Αλεξόπουλος Λέκτορας ΕΚΠΑ
Πρωτότυπος Τίτλος:
Study of the earthquake site-effects of the broader Karditsa urban area and deterministicstrong ground motion simulation for the main seismic/active faults of the Thessaly area, using field measurements, stochastic simulations, and Geographic Information Systems
Γλώσσες εργασίας:
Αγγλικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Μελέτη της εδαφικής απόκρισης του ευρύτερου πολεοδομικού συγκροτήματος της πόλης της Καρδίτσας και αιτιοκρατική προσομοίωση της ισχυρής σεισμικής κίνησης από τα κύρια σεισμικά/ενεργά ρήγματα της περιοχής της Θεσσαλίας, με τη χρήση μετρήσεων πεδίου, στοχαστικών προσομοιώσεων και Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών
Περίληψη:
Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή υποβλήθηκε στα πλαίσια των απαιτήσεων του
Μεταπτυχιακού Προγράμματος Σπουδών ‘Πρόληψη και Διαχείριση Φυσικών
Καταστροφών’, του Τμήματος Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος, του Εθνικού και
Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών. Στο πρώτο μέρος, η μελέτη αυτή αποσκοπεί
στην εκτίμηση της εδαφικής απόκρισης στις προσομοιωμένες σεισμικές κινήσεις
ισχυρών σεισμών, στην ευρύτερη περιοχή της Καρδίτσας (Κεντρική Ελλάδα). Για το
σκοπό αυτό, το γεωτεχνικό / γεωφυσικό υπόβαθρο της πόλης της Καρδίτσας
μελετήθηκε χρησιμοποιώντας ήδη υπάρχοντα μικροζωνικά δεδομένα (Λέκκας, 1998)
και εκτελώντας μετρήσεις μικροθορύβου (HVSR). Η ανάλυση των μικροζωνικών
γεωτεχνικών δεδομένων οδήγησε στη δημιουργία του μοντέλου Vs30 για την περιοχή,
το οποίο έδειξε μικρής κλίμακας χωρικές μεταβολές της ταχύτητας των εγκαρσίων
κυμάτων, Vs, για τα ανώτερα 30μ. Αυτό ήταν εν μέρει αναμενόμενο, λόγω του
γνωστού γεωλογικόυ περιβάλλοντος της περιοχής μελέτης. Στο δεύτερο μέρος,
υιοθετήθηκε μια πιο γενική προσέγγιση, που αφορά την ευρύτερη περιοχή μελέτης
(ευρύτερη περιοχή όλης της Θεσσαλικής λεκάνης). Σε αυτήν την προσέγγιση,
επιχειρήθηκε να προσομοιωθεί η κατανομή των βλαβών του σεισμού των Σοφάδων
(1954, Μ = 7.0) και του σεισμού του Βελεστίνου (1957, Μ = 6.8), χρησιμοποιώντας
συνθετικές σεισμικές κινήσεις, οι οποίες μετατράπηκαν κατάλληλα σε
μακροσεισμικές εντάσεις (τροποποιημένη κλίμακα Mercalli, IMM), μετά την
ενσωμάτωση της επίδρασης των τοπικών εδαφικών συνθηκών μέσω της τοπικής
γεωλογίας (οι γεωλογικοί σχηματισμοί της περιοχής έχουν μελετηθεί εκτενώς στο
παρελθόν, Παπανικολάου και Σιδέρης, 2007). Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν ενόργανες
καταγραφές για τα συγκεκριμένα γεγονότα, χρησιμοποιήθηκαν μακροσεισμικές
εντάσεις (ΙΜΜ έως και 9+), όπως αυτές έχουν παρατηρηθεί στην ευρύτερη περιοχή
της Θεσσαλίας. Για τις προσομοιώσεις χρησιμοποιήθηκε μια τροποποιημένη
στοχαστική μέθοδος ρήγματος πεπερασμένων διαστάσεων (αλγόριθμος EXSIM,
Motazedian and Atkinson, 2005), προκειμένου να αναπαραχθεί η κατανομή των
βλαβών και των δύο σεισμών.Η προσέγγιση μέσω προσομοίωσης επιχειρεί να
συνδυάσει υπάρχοντα σεισμολογικά δεδομένα καθώς και κατάλληλες σχέσεις
βαθμονόμησης, με την επιφανειακή γεωλογία, προκειμένου να διερευνηθεί η
αποτελεσματικότητα και η χρησιμότητα των διαθέσιμων μακροσεισμικών δεδομένων
(Papazachos et al., 1997). Για την εκτίμηση των διαστάσεων του ρήγματος,
χρησιμοποιήθηκαν οι εξισώσεις βαθμονόμησης της γεωμετρίας του ρήγματος με το
μέγεθος σεισμού, οι οποίες προτείνονται από τους Papazachos et al. (2004) και
ο Papazachos et al. (2006). Προκειμένου να ληφθεί υπόψη η επίδραση των τοπικών
εδαφικών συνθηκών στις παρατηρούμενες σεισμικές κινήσεις, δημιουργήθηκε ένας
νέος ψηφιοποιημένος γεωλογικός χάρτης της ευρύτερης λεκάνης της Θεσσαλίας,
χρησιμοποιώντας τους γεωλογικούς χάρτες 1:50000 του Ελληνικού Ινστιτούτου
Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών (ΙΓΜΕ). Οι γεωλογικοί σχηματισμοί
ομαδοποιήθηκαν ανάλογα με την ηλικία τους και αντιστοιχήθηκαν στις ανάλογες
εδαφικές κλάσεις, σύμφωνα με τον EC8.Εκτιμήθηκαν συνθετικές χρονοσειρές για
διάφορα σενάρια διάρρηξης. Για να συγκριθούν οι εκτιμώμενες στοχαστικές
κινήσεις με τα ιστορικά (μακροσεισμικά) δεδομένα, χρησιμοποιήθηκαν διάφορες
σχέσεις μεταξύ των τιμών PGA και PGV (που λήφθηκαν από τις στοχαστικές
καταγραφές) και των μακροσεισμικών εντάσεων, επιτρέποντας την κατασκευή
συνθετικών (στοχαστικών) ισόσειστων. Για κάθε εδαφική κλάση, ελέγχθηκαν
διάφοροι παράγοντες ενίσχυσης, σύμφωνα με την τοπική γεωλογία (Skarlatoudis et
al., 2003; Klimis et al., 1999). Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε βελτιστοποίηση της
θέσης του κάθε ρήγματος, χρησιμοποιώντας τα διαθέσιμα σεισμολογικά δεδομένα,
καθώς και δημοσιευμένα νεοτεκτονικά στοιχεία για αυτά τα γεγονότα και για την
ευρύτερη περιοχή της Νότιας ζώνης διάρρηξης της Θεσσαλίας (Papastamatiou and
Mouyaris, 1986; Mountrakis et al., 1993).Τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν την
εφαρμοσιμότητα της προτεινόμενης προσέγγισης. Οι τελικές καθορισμένες θέσεις
των δύο ρηγμάτων είναι διαφορετικές από αυτές που έχουν προταθεί στο παρελθόν,
και βρίσκονται σε συμφωνία με τις διαθέσιμες νεοτεκτονικές πληροφορίες. Οι
παρατηρημένες μακροσεισμικές εντάσεις είναι επίσης σε πολύ καλή συμφωνία με τις
προβλέψεις της στοχαστικής προσομοίωσης, επαληθεύοντας και τη χρησιμότητα της
προσέγγισης, καθώς και τα μακροσεισμικά δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν. Η
επίδραση των τοπικών εδαφικών συνθηκών δείχνει εξαιρετική συσχέτιση με τη
γεωλογική ταξινόμηση που χρησιμοποιήθηκε. Επιπλέον, οι σταθεροί παράγοντες
ενίσχυσης των Skarlatoudis et al. (2003) παρουσιάζουν πολύ καλή συμφωνία με τις
παρατηρούμενες ενισχύσεις, ενώ οι γενικές συναρτήσεις μεταφοράς που έχουν
προτείνει οι Klimis et al. (1999), φαίνεται να οδηγούν σε υψηλότερες
ενισχύσεις, που δεν παρατηρούνται στα πραγματικά δεδομένα, πιθανώς εξαιτίας του
πολύ μεγάλου πάχους τεταρτογενών σχηματισμών της ευρύτερης λεκάνης της
Θεσσαλίας. Τα μεγάλα αυτά πάχη οδηγούν σε πολύ χαμηλές συχνότητες συντονισμού,
οι οποίες είναι αρκετά διαφορετικές σε σχέση με τις γενικές συναρτήσεις
μεταφοράς των Klimis et al. (1999), όπως επαληθεύτηκε από κατάλληλες μετρήσεις
HVSR οι οποίες εκτελέστηκαν κατά μήκος επιλεγμένων οδεύσεων, στην περιοχή Νότια
της Καρδίτσας.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Φυσικές καταστροφές
Λοιπές θεματικές κατηγορίες:
Σεισμοί
Γεωφυσική
Τεκτονικη γεωλογία
Χαρτογραφία
Λέξεις-κλειδιά:
Eπίδραση τοπικών εδαφικών συνθηκών, Στοχαστική προσομοίωση, Καρδίτσα, Θεσσαλία, Σεισμικές κινήσεις
Ευρετήριο:
Όχι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
0
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
43
Αριθμός σελίδων:
116