Spatial variation of strong ground motion

Abstract

Bu tezde, farklı ağlardan elde edilen verileri kullanarak mevcut konumsal değişim ilişkilerinin değerlendirilmesi ve geliştirilmesi; kuvvetli yer hareketi dağılımının değerlendirilmesinde, yer hareketinin konumsal değişiminin tanımlanması için kullanılabilecek fonksiyonların araştırılması amaçlanmaktadır. Teorik şiddet haritalarındaki Bayes uyarlamaları için ampirik yer hareketi ölçümleriyle birlikte kullanılacak aralıklı ağ istasyonlarında ölçülen yer hareketlerinin enterpolasyonu için rasyonel ve hassas bir metodoloji geliştirilmiştir. Depremden sonra oluşturulan şiddet haritaları; sınırlı sayıda sensörlerden ve/ve ya istenilen verinin toplanmasında etkili olan erişilmez yerlerde monitörlemenin zorluğundan çoğunlukla etkilenmektedir. Verideki bu boşluk, gerçek kayıtlara bağlı olan eksik verilerin simule edilmesiyle doldurulacaktır. Buradan yola çıkılarak; yakın aralıklı noktalardan oluşan gelişigüzel seçilmiş kümelerde, farklı lokasyonlarda bilinen ve ya öngörülen yer hareketi parametreleri (pik yer ivmesi) ile uyumlu, birbirleriyle tamamen bağlantılı deprem yer hareketleri parametreleri (pik yer ivmesi) tahmini için bir metodoloji geliştirilmiştir. Zemin birim şekildeğiştirmesinin de mekansal değişimi incelenmektedir. Ayrıca, bu çalışma, konumsal değişimin stokastik tanımını ve konumsal uyumluluğunu (koherasyon) irdelemektedir. Yatayda uzun yapıların tasarımında kullanılmak üzere ihtiyaç duyulan konumsal değişen yer hareketlerinin simulasyonu için İstanbul'a ait koherasyon modeli geliştirilmiştir. Bu tez, sonlu sıralı yer istasyonu ağı için, uyumluluk değerlerinin verilen koherasyon modeliyle örtüştüğü, önceden tanımlı tasarım ivme spektrumuyla bağdaşan kuvvetli yer hareketlerinin üretilmesiyle neticelendirilmiştir.

This thesis aims to evaluate and improve existing spatial variation quantification relationships by studying data available from different networks; investigate the possibility of employing functional forms for the characterization of spatial variation of ground motion in the assessment of strong ground motion distribution. A rational and rigorous methodology for the interpolation of measured ground motion from discrete array stations to be used in the bias adjustment of the theoretical shake map assessments with the empirical ground motion measurements is developed. The generation of the estimated maps of shaking after an earthquake is often influenced by the limited number of sensors and/or difficulty of monitoring at inaccessible locations that impacts the collection of desired information. This gap in information can be filled through the estimation of missing information conditional upon the measured records. Methodology is presented for estimating properly-correlated earthquake ground motion parameters; herein peak ground acceleration (PGA), at an arbitrary set of closely-spaced points, compatible with known or prescribed ground motion parameters (PGA) at other locations. The variation of ground strain is also investigated. In addition, this study concentrates on the stochastic description of the spatial variation, and focuses on spatial coherency. Coherency model for Istanbul for the assessment of simulation of spatially variable ground motion needed for the design of extended structures is derived. This thesis concludes with the generation of earthquake ground motion compatible with prescribed target-response spectrum and their coherencies are consistent with a given spatial coherency function for a finite array of ground surface stations.