Numerical modelling of ground motions in Eskişehir basin
Eskişehir havzasında yer hareketinin nümerik modellenmesi
- Tez No: 768184
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜLÜM TANIRCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Deprem Mühendisliği, Earthquake Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Deprem Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 160
Özet
Eskişehir havzası orta ve batı Anadolu tektoniği sınırlarında yer almaktadır. İki aktif fayın arasında, iki ucu açık doğu-batı doğrultusunda uzanmaktadır. Şimdiye kadar havzanın hız yapısı ortaya konulmamış ancak, havzanın faklı bölgelerinde ilk 30 m derinlik için ortalama kayma dalgası hızı ve sediman kalınlığı tahminleri mevcuttur. (Örneğin, Tün vd., (2016); Yamanaka vd., (2018); Ozel vd., (2020)). Bölgenin düşük deprem aktivitesi nedeniyle kuvvetli yer hareketi kayıtları oldukça kısıtlıdır. Simav depremi Mw 5.9 150 km mesafe içinde kaydedilmiş en büyük büyüklüğe sahip depremdir. Yaklaşık 1 milyon nüfusa sahip Eskişehir kenti bu sedimanter havzaya doğru genişlemektedir. Uzun periyotlu yer hareketi, bu bölgede inşa edilecek büyük ölçekli yapıları ilgilendirmektedir. Öncelikle, Eskişehir'de gözlemlenmiş kuvvetli yer hareketlerinin özellikleri incelendi. İlk olarak, 19.05.2020 Mw 5.9 büyülüğündeki deprem hareketinin, 0.5 s periyodlarından daha uzun Rayleigh dalgaları tarafından kontrol edildiğini gözlemledik. Ters yönlü (Eliptik) hareket neredeyse tüm basen kayıtçılarında görünmektedir. Kaydedilen dalga formları arasında, bir havza kenarı istasyonunun (2610) PGA ve PGV'si, 1 saniyelik periyotlarda Rayleigh dalgaları tarafından oluşturulmuştur. Kayıtların en uzun significant duration'ı 53 saniye kadar yüksektir. 1 s den daha uzun periyotlardaki %5 sönüm için kaydedilen spektral ivme, bölgeye özgü yer hareketi tahmin modelleri tarafından beklenenden çok daha yüksektir. İkinci aşamada ise, 95 ölçüm noktalarında hakim frekansın doğrusal interpole edilerek deneysel havza geometrisinin biçimini gösterdik. Modelin boyutları 43 km \ 27 km \ 15 km'dir. Basen tabakası, tüm model boyunca EW yönünde devam ediyor, ancak coğrafi çevreye uydurmak için kuzey ve güney tepeleri sınırlandırılmıştır. Maksimum derinlik yaklaşık 600 m'dir. Son aşamada, bölgenin kuzeybatı kısmında ve havza merkezinde meydana gelmiş küçük büyüklükteki depreminlerin (17.01.2015 Mw 4.3 and 18.09.2015 Mw 3.7) 3B dalga yayılımını inceledik ve olası hız modelinin doğrulanması için gözlemlenmiş kayıtlarla karşılaştırdık. Simulasyonda kullanılan bilgisayar kodu, düzgün olmayan aralıklı kademeli ızgaralar kullanan sonlu fark modellemesine dayanmaktadır. Yer hareketi Mw 4.3 simülasyonu, mevcut hız modelinin havzanın doğu kısmındaki kuzey-güney yönündeki hızları olduğundan fazla tahmin ettiğini, burada D-B yönlü sentetiklerin genellikle gözlemlenenlerden daha küçük olduğunu ortaya koymaktadır. Sentetik hızlar ise batıda havzanın merkez istasyonlarında gözlenen hızlarla uyumludur. Bu bulgular, gelecekteki modeller için havza sınırlarının daha dikkatli tanımlanmasının gerekli olduğunu göstermektedir. 1B ve 3B simülasyon sonuçlarının karşılaştırılması, 3B hız modelinin daha uzun ve daha gerçekçi yer hareketi süresini üretebileceğini de göstermektedir. Son adım olarak, 20 Şubat 1956 Mw 6.5 depremi için tahmini bir simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Kaynak, tüm belirsizlikler göz önüne alınarak modellenmiştir. Önceki çalışmalar, depremin fay mekanizması ve lokasyonu hakındaki belirsizlikleri ortadan kaldırmak için derlenmiştir. Simülasyon sonuçalrını, yer hareketi tahmin denklemleri ile karşılaştırdık. Nümerik simülasyon sonuçları, GMM'ler tarafından tahmin edilen spektral deperlerden daha yüksek sonuçlar vermiştir.
Özet (Çeviri)
Eskişehir basin is located at the boundary of central and western Anatolia tectonic regions. Between two active faults it extends in EW direction with two open ends. So far deep velocity structure of the basin has not been well constrained however, average shear wave velocity for the top 30 m and sedimentary thickness estimations are available at various locations of the basin (e.g., Tün et al. (2016); Yamanaka et al. (2018); Özel et al. (2022). Number of strong motion recordings is rather limited due low seismicity of the region. The largest magnitude event that has ever been recorded within 150 km is the 2011 Simav Earthquake (Mw 5.9). Eskişehir city, with a population close to a million people, has been expanding towards to this sedimentary basin. Long period ground motion is the concern of large scale structures that will be built at this region. Here we first present observed features of strong ground motions of this event recorded in the Eskişehir basin. Firstly, we observed that ground motion from the 19.05.2020 Mw 5.9 earthquake is governed by Rayleigh waves at periods longer than 0.5 s. Retrograde motion is visible almost at all basin-recordings. Among recorded waveforms, PGA and PGV of a basin-edge station (#2610 AFAD station) are formed by Rayleigh waves at periods 1 s. The longest significant duration of recordings is as high as 53 sec. Recorded spectral acceleration for 5% damping at spectral periods longer than 1 s is much higher than the one predicted by region specific ground motion prediction models. In the second phase, we showed formation of an experimental basin geometry utilizing linear interpolation of predominant frequencies at 95 measurement points. Dimensions of the model are 43 km \ 27 km \ 15 km. Basin layer continues across the entire model in EW direction, but bordered by northern and southern hills to mimic the geographical environment. Maximum depth is about 600 m. In the last phase we investigated the 3D wave propagation of small magnitude events, 17.01.2015 Mw 4.3 and 18.09.2015 Mw 3.7, occurred at northwestern part of the region and center of the basin, and compared with observed recordings for a possible validation of the velocity model. The computer code utilized in simulation relies on a finite difference modelling using staggered grids with nonuniform spacing. Ground motion simulation of the Mw 4.3 event reveals that the current velocity model overestimates the velocities in the eastern part of the basin in the NS direction, where E-W direction synthetics are generally smaller than the observed ones. On the other hand, synthetic velocities agree with observed ones at basin-center stations in the west. These findings suggest that more careful definitions of basin boundaries are necessary for the future models. Comparison of 1D and 3D simulation results also suggest that a 3D velocity model may produce longer and -more realistic- duration ground motions. The final step is to perform a blind simulation for the 20 February 1956 Mw 6.5 earthquake. The source was modeled by considering the ambiguities in the source parameters. The previous research was compiled to deal with unknown information about the mechanism and location of this event for consensus. We have compared the simulation outcomes with GMPEs models. The numerical simulation results yielded higher outcomes than estimated spectral ordinates by GMMs.
Benzer Tezler
- Baraj yeri sismik tehlike analizlerinde sayısal çözümleme modelleri ve bir uygulama
Numerical solution models for seismic hazard analysis of dam sites and a case study
EVREN SEYREK
Doktora
Türkçe
2009
İnşaat MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN TOSUN
- Sıvılaşmanın nümerik yöntemlerle modellenmesi
Modelling of liquenfaction by numerical methods
MURAT TONAROĞLU
Doktora
Türkçe
2006
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KUTAY ÖZAYDIN
- Modelling the variability in seismically induced slope displacements due to ground motion selection
Kuvvetli yer hareketi seçiminin sismik şev deplasmanı üzerindeki etkisinin modellenmesi
BURAK OKAN ÖZMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEYNEP GÜLERCE
DR. ZEYNEP ÇEKİNMEZ BAYRAM
- Deprem etkisindeki betonarme bir yapıda meydana gelen toptan göçme durumunun incelenmesi: 30 ekim 2020 İzmir depremi örneği
Investigation of total collapse in a reinforced concrete structure under earthquake effect: The case of 30 october 2020 İzmir earthquake
RECEP VARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN YÜKSEL
- Vertical vibration of suspension bridges due to traffic and vertical ground acceleration
Asma köprülerin trafik ve düşey deprem yer hareketi altında titreşimi
ALI AHANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULLAH NECMETTİN GÜNDÜZ